автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Гидромеханическая обработка активного ила в системах очистки сточных вод мясоперерабатывающих и животноводческих производств

Московская Государственная академия прикладной биотехнологии.

______„ВХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА АКТИВНОГО ИЛА

В СИСТЕМАХ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД МЯСОГГ ЕРЕРАБАТЫВАЩЯХ И ШЙЮТНОВОДЧШШХ ПРОИЗВОДСТВ

05.18.12 - процессы и аппараты пищевых производств

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

Семилюн Анатолий Владимирович

Москва - 1996

Работа выполнена в Московской Государствен» академии прикладной биотехнологии

Научные руководители - доктор технических наук, профессор

Щербина Б. В. - доктор биологических наук Денисов А. А.

Официальные оппоненты - доктор химических наук,профессор

кЬкаров Е Е - кандидат технических наук Зуев & Г.

Ведущая организация - . Всероссийский научно-исследовательск

институт мясной промышленности

Защита состоится 1996 года,в час. на за-

седании диссертационного совета К 063.46. 01 Мэсковской Государственной Академии прикладной биотехнологии по адресу: 109316 г. Москва, ул. Талалихина, 33.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГАПБ.

Автореферат разослан

-В» ох.

_1996 Г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

А. Г. Забаата

ОБДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Технология очистки сточных вод мясоперерабатывающих и животноводческих предприятий как самостоятельная специальная область агропромышленной санитарии и охраны окружающей среды находится на этапе становления. Однако, уже сейчас ясно, что для обработки указанного специфического состава агропромышленных отходов наиболее целесообразно применять биологические методы, в частности, аэробную биологическую очистку активным илом.

Аэробная биологическая очистка сточных вод предприятий мясной и перерабатывающей промьшшенностей получает все более широкое распространение. Результаты проведенных к настоящему времени исследований показывают, что системы аэробной биологической очистки сточных вод активным илом при благоприятных условиях дают хорошие результаты.

Вместе с тем, применяемые в настоящее время способы биологической очистки сточных вод в ряде случаев имеют низкую эффективность и являются недостаточно надежными. В США обследовано большое число производственных сооружений биологической очистки сточных вод такого типа Оказалось, что более половины этих сооружений работают неудовлетворительно и не обеспечивают показателей эффективности очистки, предусмотренных при проектировании. Аналогичные данные получены в Великобритании, Германии и в Нидерландах. Особенно острой оказалась проблема обеспечения надежности и устойчивости работы очистных сооружений. Обобщенные данные функционирования очистных сооружений крупных предприятий по переработке свинины и животноводческих комплексов показывают, что комбинированные системы механической и аэробной биологической обработок, используемые в настоящее время, являются неприем-

лемыми с технико-экономической точки эрения и в большинстве случаев не обеспечивают должной эффективности. Основным недостатком применяемых в настоящее время методов аэробной биологической очистки является ее низкая эффективность ив-га повышенных нагрузок по органическим загрязнениям на входе в аэротенки. Это связано с плохой оеаждаемостью дисперсных и коллоидных частиц загрязнений на участке механической очистки в первичных отстойниках, обусловленной высокой загрязненностью сточных вод указанных выше производств органическими примесями. Разделение смеси в первичном отстойнике происходит недостаточно эффективно, в результате чего сточная вода, вытекающая из первичного отстойника, содержит недопустимо высокие концентрации взвешенных веществ. Известны случаи, когда по этой причине очистные сооружения длительное время вообще не удавалось вывести на нормальный устойчивый режим работы и тем более - на проектный уровень эффективности очистки.

Надежное и стабильное функционирование аэротенков является одним ив важнейших условий удовлетворительной работы сооружений аэробной биологической очистки. Это, в свою очередь, требует исключения из сточных вод, подаваемых в аэротенки, органических примесей, находящихся в крупно- и мелкодисперсном состоянии, т. е. максимального снятия нагрузок по органическим загрязнениям на аэротенки. В идеальных условиях сточная вода, подаваемая в аэрэтенк, должна иметь только растворенные органические загрязнения, которые наиболее легко усваиваются микроорганизмами активного ила. Для достижения этих условий необходимо интенсифицировать процесс отстаивания исходной сточной воды перед аэротенком и выделить из нее дисперсные и коллоидные взвеси загрязнений.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии планом научно-исследовательских работ МГАИБ на 1994-1995 г.

Цель и задачи исследования.

Общей целью настоящей работы является повышение эффективности аэробной биологической очистки сточных вод за счет интенсификации процессов отстаивания дисперсных систем путем гидромеханической обработки избыточного активного ила, используемого в качестве источника Оиофлокулянтов.

В развитии общей цели предусматривается выполнение следующих основных задач:

- выбор и обоснование методов гидромеханического воздействия и создание полупромышленной установки для проведения экспериментальных работ на реальных сточных водах;

- исследование кинетики отстаивания дисперсных смесей сточных вод и предварительно обработанного активного ила в первичных отстойниках;

- проведение экспериментальных исследований по опаеделении параметров и режимов гидромеханической обработки активного ила и оценка возможности повышения эффективности и надежности очистки за счет предварительной физико-механической обработки активного ила-,

- проведение микробиологических исследований по определению

динамики трансформации состава биоценозов активного ила и сопутствующей микрофлсры при использовании предварительно обработанного активного ила в качестве источника биофлокуллнтов;

- получение аналитических зависимостей, позволяющих прогнозировать эффективность _ применения предварительной обработки активного ила;

- разработка практических рекомендаций по повышению эффективности биологической очистки сточных вод.

Научная новизна.

Разработан процесс повышения флокулирующей способности микроорганизмов активного ила посредством их гидромеханической обработки.

Разработаны мероприятия по интенсификации процесса отстаивания дисперсных частиц в исходной сточной воде путем использования обработанного активного ила в качестве источника биофлоку-лянтов.

Разработаны аналитические зависимости, позволяющие моделировать процессы в системах биологической очистки, включающих преазратор и участок гидромеханической обработки иловой суспензии.

Практическая ценность работы.

Установлено, что гидромеханическа обработка избыточного активного ила с последующим смешением его с исходной сточной водой в преаэраторе позволяет существенно повысить интенсивность фло-кулирования дисперсных и коллоидных частиц загрязнений в первичном отстойнике, что обеспечивает поддержание показателей загрязненности сточной воды на входе в аэротенк на уровне, обеспечивающем высокую эффективность и глубину процесса биохимического окисления загрязнений:

Установлено, что применение«предотстаивания исходной сточной воды перед подачей ее в преазратор обеспечивает надежное отделение крупнодисперсных взвесей, в результате чего существенно интенсифицируются процессы биофлокулирования загрязнений в первичном отстойнике.

Полученные экспериментальные результаты аппроксимированы

аналитическими зависимостями, позволяющими моделировать процессы,- протекающие в элементах системы биологической очистки и

обеспечивающими возможность прогнозирования конечных результатов очистки.

Разработаны рекомендации по практическому использованию результатов работы при проектировании и реконструкции очистных сооружений мясоперерабатывающих и животноводческих производств.

Апробация работы.

Новизна и практическая значимость проведенной работы подтверждена внедрением ее результатов в проекты реконструкции очистных сооружений в совхозе "Восточный" Ижевского р-на Удмуртии, совхозе-комбинате "Борисовский" Минской обл. Республики Беларусь; на птицефабрике "Юрьевецкая" Владимирской обл. Поданы заявки на изобретение на разработанный способ биологической очистки сточных вод и установку для его осуществления в Российской Федерации и в Республике Беларусь. Результаты работы включены в материалы Всероссийской конференции "Научные основы технологии промышленного производства ветеринарных препаратов" во Всероссийском научно-исследовательском и технологической институте биологической промышленности в 1995 году. Материалы, полученные при проведении исследований, опубликованы в ряде статей, помещенных в журналах "Мясная промышленность", "Молочное и мясное скотоводство", "¿Ветеринария".

Структура и объем диссертации.

Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 143

страницах машинописного текста, содержит 2 таблицы и 95 рисунков. Библиография включает 111 наименований, иэ которых 33 наименования на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1 посвящена анализу современного состояния вопроса по "1;еме работы. Показана актуальность решения проблеммы, сформулированы цель и задачи и определено направление доследований, обеспечивающее достижение поставленной цели.

В главе 2 рассмотрены вопросы постановки экспериментальных исследований и обработки их результатов.. Для проведения комплекса экспериментальных работ разработана, смонтирована и запущена в эксплуатацию на очистных сооружениях совхоза-комбината "Борисовский" экспериментальная пилотная установка, представляющая собой комплекс последовательно соединенных технологических емкостей, моделирующих работу элементов реальной схемы биологической очистки. Установка дополнительно оснашена четырьмя технологическими колонками, обеспечивающими первичное отстаивание на различных режимах, отличающихся интенсивностью обработки иловой суспензии и ее концентрациями в отстаиваемых смесях.

В качестве объекта исследования приняты реальные сильно-загрязненные сточные воды мясоперерабатывающих производств и животноводческого комплекса ,в состав которого входят цеха по производству колбасных, консервных, и других мясных изделий, убойный цех, санитарная бойня, производственные помещения содержания животных.

Отработана методика проведения эксперимента, контроля параметров процесса и порядок обработки полученных эксперимен-tfuiihhx дднннх.

Главы 3 и 4 посвящены изучению кинетики отстаивания дисперсных систем при использовании биокоагулянтов и определению возможности интенсификации процессов отстаивания в первичных отстойниках за счет использования в качестве источника биофлоку-лянтов избыточного активного ила.

Повышение биофлокулирующей способности активного ила обеспечивалось за счет предварительной гидромеханической обработки иловой суспензии с помощью различных типов гидравлических насосов (центробежных, шестеренчатых, поршневых) и набора устройств турбулизации потока в напорных магистралях насосов (дросселирующих шайб, насадков Вентури). Различные виды применяемых устройств гидромеханической обработки обеспечили возможность создания широкого спектра энергетических турбулентных воздействий на клеточные структуры микроорганизмов активного ила - от 4 ООО до 100 ООО кгм/кг микробной массы, содержащейся в иловой суспенаии.

Исследование кинетики отстаивания дисперсных смесей в экспериментальных колонках показало, что на характеристики отстаивания существенное влияние оказывают концентрации загрязнений в исходной сточной воде, микробной массы в иловой суспензии и суммарная концентрация взвесей в отстаиваемых смесях. Решающее влияние на процесс отстаивания смесей оказывает концентрация вводимых с обработанной иловой суспензией белковых биополимеров. При еутствие биополимерных соединений в смеси интенсифицирует процесс флокулирования загрязнений и обеспечивает как увеличение скорости осаждения дисперсных и коллоидных частиц, так и формирование более плотного и компактного осадка.

В тех случаях, когда в исходную сточную воду вводится необработанная иловая суспензия имеет место некоторое замедленно процесса осаждения смеси, что связано с ухудшением дисперсного состава находящихся в ней взвесей (см. рис.1). При этом, указан-

ь/н

I С мин]

Рис. 1. Зависимость уровня поверхности раздела фаэ от продолжительности отстаивания ( концентрация взвешенных веществ в исходной сточной воде равна 5 '462 мг/л):

Ь

- - относительный уровень раздела фаз Н

° - исходная сточная вода + 6Х необработанной

иловой суспензии ф - исходная сточная вода + 62 обработанной

иловой суспенэии X - исходная сточная вода + 18Х обработанной иловой суспензии

ное отрицательное воздействие не может быть компенсировано повышением флокулирующей способности смеси, т.к. необработанная иловая суспензия содержит биополимеры в весьма незначительных количествах и они не могут оказать сколько-нибудь ваметного влияния на процесс отстаивания.

Вводимая в исходную сточную воду предварительно обработанная иловая суспензия во всех случаях обеспечивает интенсификацию процесса отстаивания (см. рис.1). Интенсификация осаждения дисперсных и коллоидных частиц в смеси, в этих случаях, обусловлена их биофлокуляцией в присутствии белковых полимерных соединений, выделяемых микроорганизмами активного ила.при его физико-механической обработке.

Цри больших количествах добавляемой иловой суспензии ( в количестве 18% по объему) характеристики отстаивания смесей несколько ухудшаются, т.к. в этих случаях превалирующее значение уже будет иметь дополнительное загрязнение исходной сточной воды большим количеством микробной массы, содержащейся в иловой суспензии ( см. рис.1). В этом случае флокулирующего воздействия биополимеров оказывается уже недостаточным, чтобы компенсировать загрязненность отстаиваемой смеси. Кроме того, - как будет указано ниже, увеличение концентрации белка в смеси только до определенных пределов обеспечивает повышение степени флокулирования взвешенных частиц. При чрезмерно больших концентрациях биополимеров их возможности исчерпываются и дальнейшая интенсификация флокулирования частиц загрязнений становится невозможной.

Максимальная скорость осаждения загрязнений в смесях существенно увеличивается при умеренных объемных долях вводимой в исходную сточную воду иловой суспензии ( в количестве 62). Большее количество иловой суспензии ( в количестве 187. по объему) вызывает уменьшение скорости осаждения, т.к. определяющую роль в

этом случае будет играть стесненность осаждения из-за высокой концентрации взвешенных веществ.

При чрезмерно высокой загрязненности исходной сточной воды (с концентрациями 20 ООО мг/л по взвешенным веществам и более) процесс отстаивания становится практически независимым от интенсивности предварительной обработки иловой суспензии и ее объемной доли в исходной сточной воде. Интенсификация процесса отстаивания, в этих случаях,-может быть обеспечена лишь путем предварительного освобождения исходной сточной воды от хрупнодисперс-ной фракции загрязнения. Это может быть осуществлено с помощью предварительного отстаивания (предотстаивания) исходной сточной воды перед смешиванием ее с иловой суспензией. Освобожденная от крупных взвесей сточная вода образует с обработанной иловой суспензией дисперсную среду, в которой создастся условия положительного эффекта использования биополимеров (см. рис.2).

Гидромеханическое воздействие на микроорганизмы активного ила обеспечивает интенсификацию выделения ими белковых полимерных соединений, служапщ эффективным биофлокулянтом в процессах осаждения дисперсных смесей в первичных отстойниках. На рис. 3 показана зависимость относительного выделения белка на 1 кг микробной массы в иловой суспензии от относительного количества подводимой к ней энергии. Установлено, что существует оптимальная величина энергетического воздействия, при которой количество выделяемого клетками микроорганизмов белка является максимальным. Наличие оптимума по величине- энергетического воздействия объясняется тем, что по мере увеличения степени силового воздействия на клеточные структуры со стороны турбулентного потока они побуждается ко все более интенсивному выделению биополимерных веществ. В результате этого в иловой суспензии обеспечиваеся достижение максимального содержания белка в количестве 0,45-0,47

1УН

I [мин]

Рис. 2. Зависимость уровня поверхности раздела фаз от продолжительности отстаивания ( концентрация взвешенных веществ в исходной сточной воде равна 21 672 мг/л):

Ь

— относительный уровень раздела фаз Н

° - исходная сточная вода.+ 6Х необработанной

иловой суспензии О - исходная сточная вода + 6Х обработанной

иловой суспензии % - исходная сточная вода + 18% обработанной иловой суспензии

Рис. 3. Зависимость относительного прироста белка от обобщенного энергетического параметра

кг белка/кг микробной массы. Однако, после достижения определенной (оптимальной) величины энергетического воздействия дальнейшая тур'улизация потока иловой суспензии приводит повидимому к появлению кавитационных'зон, характеризующееся местными высоко-тек-.лературными воздействиями, губительно влияющими на молекулярные структуры биополимерных соединений, что приводит к их деструкции и, в конечном счете, к уменьшению концентрации белка в иловой суспензии.

Увеличение содержания внеклеточных'биополимерных соединений приводит к повышению степени флокулирования дисперсных смесей , независимо от их дисперсного состава. При этом, однако, установлено, что наиболее эффективное использование внесенных в дисперсную среду биополимеров обеспечивается в том случае, когда в -их составе отсутствуют крупнодисперсные частицы загрязнений.

Механизм воздействия биополимеров на процессы отстаивания характеризуется тем, что при увеличении их содержания в смеси интенсифицируются процессы флокулирования частиц загрязнений, т.к. обеспечиваются условия их агломерации в крупные, хорошо осаждающиеся флокулы. Однако, по мере увеличения концентрации биополимеров в отстаиваемой смеси их возможности по образованию крупных флокул постепенно исчерпываются. Причиной этого, во-первых, является то, что по мере увеличения количества биополимеров в смеси наступает момент, когда концентрация находящихся в свободном состоянии частиц загрязнений снижается настолько, что энергии биополимерных веществ уже не хватает для связывания этих частиц во флокулы. Во-вторых, по мере исчерпания биополимерных запасов бактериальных клеток меняется и химический состав выделяемых ими полимерных соединений, что , соответственно, сказывается и на их способности к формированию флокул - она постепенно

снижается. Это иллюстрируется рис.4., из которого видно, что повышение содержания белка В смеси его с исходной сточной водой в преаэраторе более 200-250 мг белка/л смеси уже практически не обеспечивает снижения концентрации взвешенных веществ и биологической потребности в кислороде при отстаивании смеси в первичном отстойнике.

Экспериментально установлено также, что степень флокулиро-вания смесей в значительной степени зависит и от их дисперсного состава Эффективность использования биополимерных соединений для флокулирования смесей снижается при содержании в них в большом количестве крупнодисперсной составляющей. Причиной этого является то, что в этом случае молекулы бкополимерных соединений -оказываются несоизмеримо малыми по сравнению с размерами дисперсных частиц и поэтому не имеют возможности связать их во

флокулы. Более того, наличие большого количества крупнодисперс-> »

ных взвесей приводит к непроизводительному расходованию внеклеточных биополимеров, т.к. при самоосаждении крупные частицы увлекают за собой, а следовательно и удаляют из смеси так необходимые для флокулирования биополимеры. Поэтому предварительное удаление крупнодисперсной фазы загрязнений из исходной сточной воды до обработки ее в преаэраторе позволяет повысить интенсивность осаждения мелкодисперсной и коллоидной фаз загрязнений в первичном отстойнике. Как видно из рис. 4 за счет предотстаивания может быть достигнуто улучшение показателей осветления сточной воды в предотстойнике по концентрации взвешенных веществ до 30% и по БПК до 201.

Экспериментальные исследования показали, что на интенсивность отстаивания смеси влияет также и относительная нагрузка по взвешенным веществам в исходной сточной воде на обрабатываемую иловую суспензию. На рис. 5 показана возможность снижения

С/Сисх

1

0.9 0.8 0.7 0,8

400 боо еоо Сб [мг/л]

БПК5/БПК5ИСХ

600 600

Об Г мг/л]

Рис. 4. Зависимости относительного снижения:

1 - концентрации взвешенных веществ

2 - биохимической потребности в кислороде (ЫП'Ь) ь

сточной воде перед аэротенком от концентрации белка.

------ без дополнительного отстаивания в продэтстойнике

- - - с дополнительным отстаиванием в продотстойнике

С Сг/лЗ

в [г/г]

Рис. 5. Экспериментальная зависимость снижения нагрузок по концентрации взвешенных веществ от относительной нагрузки по загрязнениям на ' активный ил.

Количество циклов обработки в центробежном насосе: • - один цикл; о - два цикла; О - шесть циклов.

степени загрязненности исходной сточной' воды в первичном отстойнике при различной продолжительности (количестве циклов) обработки иловой суспензии в центробежном насосе и при различных относительных нагрузках по взвешенным веществам. Видно, что в проверенном диапазоне воздействий центробежного насоса на иловую суспензию по мере увеличения продолжительности (количестве циклов) ее обработки возрастает и возможность максимального снижения степени загрязненности исходной сточной воды в первичном отстойнике. Однако, как видно, при постоянных продолжитель-ностях обработки иловой суспензии относительные нагрузки по взвешенным веществам имеют оптимальные значения, при которых достигается максимальный эффект снятия загрязнений. Это объясняется тем, что по мере увеличения нагрузки по взвешенным веществам растет эффективность использования выделяемых клетками активного ила биополимерных веществ - количество способных к флокулированию частиц загрязнений возрастает. Однако, по достижению определенной (оптимальной) нагрузки дальнейший рост концентрации частиц загрязнений в дисперсной среде приводит к ухудшению показателей очистки, т. к. имеющихся в суспензии биополимеров уже не хватает для формирования способных к осаждению флокул.

На рис. 6 показаны полученные в процессе испытаний изменения концентрации взвешенных веществ и биохимической потребности в кислороде при различных схемах механической очистки исходной сточной воды. Видно, что использование в схеме предотстойника, преаэратора и участка механической обработки подаваемой в него иловой суспензии обеспечивает существенное улучшение интегральных показателей очистки исходной сточной вода Солее того, при менение указанных выше средств обеспечивает стабилизацию показателей сточной воды по загрязнениям на входе в аэротенк, что

100 во во

70 60 60 40 30 20 10 О

Л

II111111 111111111 1111 II1-Н мини 11111II1 и

Рис. 6. Эффективность очистки сточной воды (по сравнению с, показателями исходной, сточной воды на входе в очистные сооружения) а) Концентрация взвешенных веществ; в) БПК5

1 - при очистке в аэротенке;

2 - в схеме с первичным отстойником и преаэратором

3 - при предварительной обработке иловой суспензии

4 - при дополнительном отстаивании в предотстойнике

весьма важно для реализации в нем эффективного и надежного процесса" биохимического окисления органических-загрязнений.- . _ .

Приведенные выше закономерности процесса воздействия выделяемых микроорганизмами активного ила биополимеров при гидромеханической обработке иловой суспензии на интенсификацию процесса флокулообраэования в дисперсной смеси хорошо подтверждаются данными проведенных микробиологических исследований трансформации клеточных структур в процессе силового воздействия на них со стороны турбулентного потока. Обсуждению этих и других вопросов, связанных с исследованием влияния условий питания микроорганизмов на состав биоценоза сопутствующей микрофауны в иловых суспензиях, посвящена глава 5. Показано, что по мере повышения степени воздействия на клеточные структуры имеет место постепенное лизирование клеток. При сопоставлении указанных выше экспериментальных данных с данными, полученными с помощью электронной микроскопии, установлено, что при определенной (оптимальной) степени воздействия имеет место лизис вполне определенного вида бактерий - нитчатых, обладающих капсульными чехлами, состоящими из экзополисахаридов, которые относятся к веществам обладающим флокулирующим эффектом. В результате, на микроуровне подтвержден факт наличия оптимальных гидромеханических воздействий на иловую суспензию, что необходимо учитывать при практическом использовании данных, полученных в работе.

Состав биоценоза активного ила, культивируемого в аэротенке, в первую очередь определяется характером поступления стоков, а именно - количеством и условиями подвода к микрооганизмам органического субстрата. В зависимости от режимов питания «ртются не только состав самого биоценоза'активного ила, но и видовой состав сопутствующих ему простейших организмов. Низкий порог чувствительности последних по сравнению с другими представителя-

ми микрофауны позволяет использовать их как индикаторы состояния самого активного ила.

В контексте выполняемой задачи производился анализ состава гидробионтов, содержащихся в активном иле, с целью косвенного определения качества процесса механической обработки исходной сточной воды перед ее биохимической очисткой в аэротенке. Максимально возможное удаление из исходной сточной воды загрязнений, находящихся в дисперсном и коллоидном состояниях, способствуют приближению процесса биохимического окисления загрязнений к классическому идеальному типу. При реализации такого рода глубокой биологической очистки на ее заключительном этапе в составе биоценоза, активного ила преобладает сидячие инфузории Suctoria и коловратки Rotatoria Проведенные в процессе работы микробиоло-. гические исследования подтвердили наличие в больших количествах указанного вида гидробионтов, что является косвенным подтверждением высокой эффективности механической очистки сточной воды перед аэротенком от дисперсных и коллоидных взвесей.

Излученные в результате исследований экспериментальные данные были аппроксимированы аналитическими вависимостями, позволяющими моделировать процессы в схемах очистки с преаэратором и участком механической обработки иловой суспензии.

Обобщающие эмпирические уравнения зависимостей снижения концентрации взвешенных веществ (л С) и концентрации биохимической потребности в кислороде (ДБПК5) от основных выбранных факторов имеют вид:

- при отсутствии пре^Ьтстаивания:

Vmm

ДС - Сисх х{1-ехр[-5 х 10 х Смм х -х Егм х ехр(-0,000518хЕгм)]}

Vna

Vmm _ -22 i, 3

Д БПК5-БПК5ИСХ хИ-ехр[-3,5х10хСмм x-хЕгм x ехр(-0,000518хЕгм)]>

Vna

при наличии предотстаивания:

Vmm

-гг b'j

АС- Сисх х{1-ехр[-9х10хСмм X -X Егм X ехр(-0,000518хЕгм)]}

Vna

Vmm

-IZ Ь.З

Д БПК5-БПК5ИОХ х{1-ехр[-7х10хСмм X-х Егм х ехр(-0,000518хЕгм)]>

Vna

где:

Д С - снижение концентрации взвешенных веществ, С г/л]; Л БПК5 - снижение концентрации биохимической потребности в кислороде, [ г02/л]; Сисх - концентрация взвешенных веществ в исходной сточной воде, [г/л];

БПК5ИСХ- концентрация биохимической потребности в кислороде

в-исходной сточной воде, Сг02/л];

Vmm

-- относительный объем преаэратора, занятый обработан-

Vna ным активным илом, (Vmm - объем активного ила; Vna-- объем преаэратора);

Егм - количество энергии, приходящейся на одну единицу веса биомассы активного ила, [кпд/кг].

Получена хорошая сходимость выведенных аналитических зависимостей и экспериментальных данных испытаний - по концентрации взвешенных веществ степень корреляции составляет 0,94, по биохимической потребности в кислороде - 0,82. Это дает возможность использовать полученные аналитические зависимости для прогнозирования снижения нагрузок по загрязнениям на участок аэробной биологической очистки при проведении предпроектных работ, разработке проектов строительства и реконструкции очистных сооружений, при их пуско-наладке и вводе в эксплуатацию.

Разработаны практические рекомендации по применению полученных результатов при проектировании новых и реконструкции существующих очистных сооружений. Рекомендации позволяют определить оптимальные режимы отбора на обработку избыточного активного ила, интенсивность его гидромеханической обработки, необходимые для этого технические средства, продолжительность предотста-> »

ивания исходной сточной воды перед подачей ее в преаэратор, продолжительность перемешивания ее с обработанной иловой суспензией. После выбора необходимых для проектирования технологических параметров прогнозируется уровень достигаемых интегральных показателей загрязненности сточной воды на входе в аэротенки. Рекомендации предлагаются к использованию проектным и эксплуатирующим организациям, занимающимся биологической очисткой сильнозаг-рязненных органическими веществами сточных вод.

ВЫВОДЫ

1. Установлен эффект выделения биополимеров из бактерий активного ила при механическом воздействии.

2. Установлена поверхностная активность выделенных биополимеров, позволяющих использовать их в качестве биогоагулянтов при гравитационном отстаивании.

3. Устянпвлрны оптимальные параметры энергетического воздействия, при которых содержание выделяемых * клетками щетинного ила биополимеров является максимальным.

4. Разработан принцип оценки степени энергетического воздействия на клетки бактерий'активного ила, побуждающих микроорганизмы к выделению внутриклеточных биополимеров.

■5. Разработаны технология и технические средства для предо-чистки сточных вод, обеспечивающие стабильную работу аэротенкоп при пиковых нагрузках по загрязнениям, характерных для мяооп^р» рабатывающих предприятий и животноводческих комплексов.

6. Эффективность использования биофлокулянтов для интенси Фикации процессов отстаивания в первичном отстойнике может быть в значительной степени повышена за счет предварительного отстаивания крупнодисперсных взвешенных частиц в исходной сточной воде поступающих на очистку.

7. Разработана математическая модель процесса гидромеханической обработки бактерий активного ила для повышения их флоку-лирукщей способности.

8. По результатам работы разработаны практические р»'коуп! ДЧ!1ИИ ДЛЯ ПРСРКТИРОРОНИЯ новых и ^конструкции сую 'ЧТ-уЮК очистных сооружений мясоперерабатывающих щ-ии.зЬиД'-л ь и водческих комплексов.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Семижон А. В. , Щербина Б. В., Денисов А. А. Интенсификация биологической очистки сточных вод. Мясная промышленность, 1995, N1, С. 16-17.

2. Щербина Б. В. , Денисов А. А. , Семижон А. В Биологическая очистка сточных вод свиноводческих комплексов, Мясная промышленность, 1995, N3, С.24-26.

3. Денисов А. А. , Щербина Б. К , Семижон А. В. Очистка сточных вод на животноводческих комплексах. Молочное и мясное скотоводство, 1995, N4, с. 2-6.

4. Денисов А. А. , Щербина Б. В. , Семижон А. К Аэробная очистка сточных вод. Ветеринария, 1995, N5, с. 48-49.

5. Денисов А. А., . Щербина Б. В. , Семижон А. В. Интенсификация механической обработки сточных вод перед азротенком. Мясная промышленность, 1995, N5, с. 20-22.

6. Денисов А. А. , Семижон А. В. , Феоктистов В. И. , Дамиров И. И. Способ отделения взвешенных веществ от исходной сточной жидкости при аэробной биологической очистке'сточных вод. Патент по заявке N 95100386/26 от 11.01.95 г., решение о выдаче патента от 24.11.95 г.

7. Денисов А. А., Семижон А. В. , Феоктистов В. И. , Дамиров И. И. Способ и установка аэробной биологической очистки сточных вод. Патент по заявке N 95100366/26 от 11.01.95 г., решение о выдаче патента от 24. И. 95 г.