автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Интенсификация биологической очистки сточных вод целлюлозно-бумажных производств

й7

На правах рукописи

Панасснкова Елена Юрьевна

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНЫХ ПРОИЗВОДСТВ (НА ПРИМЕРЕ БРАТСКОГО ЛПК)

Специальность 05.23.04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

28ЯНВ

2010

Иркутск 2010

003490512

Работа выполнена на кафедре Промышленной экологии и БЖД Иркутского государственного технического университета.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Тимофеева Светлана Семеновна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кульков Виктор Николаевич

кандидат технических наук Кочетков Алексей Юрьевич

Ведущая организация: ОАО «Сибирский научно-

исследовательский институт лесной и целлюлозно-бумажной промышленности» г. Братск

Защита диссертации состоится «/У» февраля 2010 г.. в 10.00 часов, на заседании диссертационного совета ДМ 212.073.06 при Иркутском государственном техническом университете по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова,83, корпус К, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского государственного технического университета.

Автореферат разослан «.//» января 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета ДМ 212.073.06

кМ М.Б.Малевская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В Водной стратегии России до 2020, утвержденной распоряжением Правительства РФ от 17 ноября 2009 г. № 1662-р, определены основные направления развития водохозяйственного комплекса, обеспечивающего устойчивое водопользование, охрану водных объектов и защиту от негативного воздействия вод. В качестве основной меры предусмотрено экономическое стимулирование сокращения сброса загрязнений в составе сточных вод, предполагающее усиление ответственности за сверхнормативные сбросы и поддержку внедрения современных отечественных промышленных технологий очистки.

Это особенно актуально в регионах, где сосредоточены водоемкие производства такие, как целлюлозно-бумажная промышленность.

Для производства 1 тонны беленой целлюлозы при использовании наилучших технологий расходуется 50 м3 воды и сбрасывается в водоемы до 25 кг трудноокисляемых органических веществ.

В Байкальском регионе сосредоточены наиболее крупные целлюлозно-бумажные предприятия России - Братский и Усть-Илимский лесопромышленные комплексы, которые ежегодно сбрасывают 308,48 млн. м3 сточных вод, из них недостаточно очищенных 298,43 млн. м3 и без очистки 15,05 млн. м3. Поэтому решение вопросов интенсификации биологической очистки от трудно-окисляемых веществ крайне актуально.

Особенно остро эта проблема стоит в бассейне р. Ангары, качество воды каскада Ангарских водохранилищ ухудшается с каждым годом, поэтому необходимо предпринимать экономически реальные и экологически целесообразные действия, направленные на стабилизацию экологической обстановки в регионе.

Состояние проблемы. Среди множества методов очистки сточных вод наибольшее распространение получили биологические способы очистки с использованием активного ила и последующего его отделения. Однако эффективность очистки по трудноокисляемым - лигнинным веществам крайне низкая. Эти вещества в основном транзитом проходят через очистные сооружения, создавая в водоемах - водоприемниках сточных вод зоны вторичного загрязнения.

Существенный резерв интенсификации окислительной деструкции кроется в оптимизации условий проведения технологического процесса очистки.

Цель работы. Интенсификация биологической очистки сточных вод суль-фатцеллюлознош производства и уменьшение экологической нагрузки на водоемы по трудноокисляемым веществам. В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:

1. Оценить экологическую нагрузку сульфатцеллюлозного производства на экосистемы водопремников сточных вод на примере Братского ЛПК (Филиал ОАО «Группа «Илим» в г. Братске), р. Вихоревой и Усть-Илимскош водохранилища;

2. Изучить механизмы и закономерности деструкции трудноокисляемых веществ - компонентов сточных вод сульфатцеллюлозного производства и оптимизировать условия ее повышения путем иммобилизации микробоценозов;

3. Разработать и испытать конструкцию локального модуля, встраиваемого в действующие очистные сооружения, с целью повышения эффективности очистки по трудноокисляемым веществам.

Методы исследования. В работе для решения конкретных задач использовали комплексные физико-химические и гидробиологические методы исследования.

Математическая обработка экспериментальных результатов проведена с использованием прикладной программы Microsoft Exel.

Объекты исследования. Сточные воды сульфатцеллюлозного производства и состояние водных экосистем в районе сброса сточных вод.

Предмет исследования. Способы интенсификации очистки сточных вод сульфатцеллюлозного производства с использованием прикрепленной микрофлоры.

Научная иовпзна. В диссертационной работе получили дальнейшее развитие научные основы интенсификации очистки сточных вод путем применения прикрепленной микрофлоры, заключающиеся в выявлении, теоретическом обосновании и экспериментальном подтверждении роли окислительно-восстановительных ферментов в процессах обезвреживания сточных вод сульфатцеллюлозного производства, а также использование термодинамического показателя - эксэргии в качестве комплексного показателя оценки экологического состояния (КПОЭС) водоприемника сточных вод:

1. предложено использовать термодинамический показатель - эксэрппо, в качестве комплексного показателя оценки экологического состояния (КПОЭС) реки - водоприемника сточных вод, выявлены наиболее загрязненные участки р. Вихоревой и Усть-Илимского водохранилища. Доказано, что структурная эк-сэргия наименьшая в точке выпуска сточных вод и пропорционально нарастает с удалением от него. Донные отложения в виде трудноокисляемых лигнинных веществ создают зоны вторичного загрязнения и резко ухудшают экологическую ситуацию в Усть-Вихоревском заливе;

2. впервые выполнено систематическое целенаправленное определение уровней активностей оксидоредуктаз активных илов по треку очистки сточных вод и установлены корреляционные зависимости между традиционными показателями очистки ХПК, БПК5, 02 и уровнями каталазной активности. Доказано, что неэффективно используется окислительный потенциал активных илов для деструкции лигнинных веществ;

3. определены условия интенсификации окислительной деструкции лигнинных веществ путем закрепления микрофлоры на субстрате, подобран наиболее эффективный материал для закрепления микроорганизмов и окислитель-но-востановительных эндоферменгов на субстрате, найдены оптимальные тех-

нологические режимы и конструктивные характеристики осуществления процесса очистки сточных вод;

4. предложены оригинальные решения интенсификации биологической обработки сточных вод путем дополнительного введения во вторичные и горизонтальные отстойники плоской загрузки из капроновой сети, с закрепленными на ней пучками путанки.

Практическая значимость. Усовершенствована технологическая схема и разработана конструкция встраиваемого модуля для интенсификации процессов окислительной деструкции трудноокисляемых лигшшных веществ во вторичных и горизонтальных отстойниках.

Для повышения эффективности осветления сточных вод от взвешенных веществ, предложено использовать утяжелители (отходы хлорного производства). Предложенная модернизация очистных сооружений будет внедрена на очистных сооружениях БЛПК и экономическая эффективность от реализации технологии составит 2,844 млн. рублей.

Положения, выносимые на защиту: . 1. Разработка комплексного показателя оценки состояния экосистем антропогенно нагруженных водотоков;

2. Результаты экспериментальных исследований окислительного потенциала очистных сооружений по лигнинным веществам и оптимальные условия его повышения путем иммобилизации микробоценозов;

3. Конструкция встраиваемого модуля для интенсификации очистки сточных вод Братского ЛПК.

Реализация результатов работы:

Апробация работы: материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на XII, XIII, XIV Всероссийской студенческой научно-практической конференции с международным участием (г. Иркутск 2007 г., 2008 г., 2009 г.), Международном конгрессе «ВОДА: экология и технология» ЭКВАТЭК - 2006, ЭКВАТЭК - 2008 (г. Москва, 2006 г., 2008 г.), Межрегиональной научно-практической конференции «Охрана окружающей среды в муниципальных образованиях на современном этапе» (г. Братск, 2007 г.), 13th World Lake Conference (Beijing, China, 2009).

Публикации: по теме диссертационной работы опубликовано 11 работ, в том числе 3 статьи, 8 тезисов докладов на конференциях, из них 2 статьи опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК для публикации результатов диссертационных исследований.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, перечня использованной литературы, включающего 109 источников. Диссертация изложена на 131 странице, включает 37 таблиц, 13 рисунков и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и показана необходимость внедрения современных технологий очистки сточных вод сульфатцеллюлозных производств от трудноокисляемых органических веществ.

Показана перспективность использования биотехнологических приемов -прикрепленной микрофлоры.

В первой главе проанализирована экологическая обстановка в районе выпуска сточных вод сульфатцеллюлозного производства, показано что наибольший вред водным экосистемам наносит сброс недостаточно очищенных сточных вод Братского ЛПК.

Содержание лигнинных веществ в воде Усть-Илимского водохранилища в 88 км ниже места сброса сточных вод превышает ПДК в 10 и более раз. Река Вихорева на участке от точки сброса сточных вод до впадения в Усть-Вихоревский залив Усть-Илимского водохранилища практически превращена в сточную канаву.

Проанализированы современные биотехнологии очистки сточных вод сульфатцеллюлозного производства, проведен анализ отечественных и зарубежных литературных источников и патентов в этой области. Установлено, что современные биотехнологические методы обработай сточных вод развиваются в настоящее время по следующим основным направлениям:

• Выделение штаммов микроорганизмов, способных утилизировать ксенобиотики;

• Разработка технологий, приемов, способов закрепления микроорганизмов на различных носителях и поиск оптимальных режимов ведения процессов в биофильтрах;

• Создание новых и усовершенствование известных конструкций биофильтров;

• Совершенствование работы аэротенков путем изменения конструкции, режима эксплуатации, введение дополнительных субстратов и реагентов;

• Разработка технологических схем очистки с включением стадии доочи-стки, отстаивания и т.д.

Слабым звеном в биотехнологической обработке сточных вод сульфат-целлюлозного производства является стадия отделения активного ила и доочи-стки сточных вод в отстойниках. Именно совершенствованию работы этих узлов следует уделить внимание.

Детально рассмотрены технологии с использованием прикрепленной микрофлоры, их достоинства и недостатки, а также модификации аэротенков.

Применительно к действующим очистным сооружениям ЕШПК определены основные пути повышения эффективности очистки от трудноокисляемых веществ.

Во второй главе дана характеристика очистных сооружений Братского ЛПК. Сточные воды от разных технологических стадий поступают на механическую очистку в первичные отстойники, затем подаются на предварительную обработку (нейтрализацию, добавку биогенных солей, усреднение) и направляются на две стадии биологической очистки СБО-1 и СБО-2, включающие аэ-ротенки-вытеснители, вторичные отстойники и участок доочистки (аэрируемые пруды доочистки и горизонтальные отстойники). Из пруда аэратора вода сбрасывается в р. Вихореву.

В таблице 1 приведены средние многолетние данные анализа эффективности очистки сточных вод на Братском ЛПК.

Таблица 1

Усредненные данные по эффективности очистки сточных вод

Показатель Концентрация загрязняющих веществ, мг/л Эффективность очистки,%

Сбросы до очистки На сбросе в р. Вихореву

РН 7,3 - 7,6 7,24 - 7,3

Взвешенные вещества 50-53 7,8 - 9,6 82-84

Хлориды 414-420 300-315 25-37

Сульфаты 167-210 126,8-153 24-27

бпк5 137-316 7,5-9,9 94,5-96.9

Таловые продукты 21,4-29,6 1,03-1,19 95,2 - 96

Метанол 65-161 0,32 - 0,43 99,5 - 99.8

Окисляемость 246 - 306 76-83 69-71

ХПК 330-350 145-156 56,1 -55,5

Фенолы 0,53 - 1,3 0,018-0,02 96,6-98,5

Лигнин 110-139 53,9-58,2 51-58,1

Формальдегид 0,07 - 0,09 0,05-0,06 28,6-33,4

Хлороформ 1,4-1,7 0,3 - 0,5 71,6-78,5

Как видно из приведенных данных эффективность очистки действующих очистных сооружений по ХПК составляет 56 %, а по лигнинам не превышает 51 %.

Изложены методики определения активности оксидоредуктаз активных илов биологических очистных сооружений и лабораторная установка для моделирования процесса биологической очистки.

В третьей главе приведены результаты лабораторных исследований по изучению закономерностей деструкции лигнинных веществ в воде р. Ангары и установлено, что трудноокисляемые вещества, поступающие со сточными водами, очень медленно подвергаются окислительной деструкции. В условиях статического эксперимента в течение 10 месяцев доказано, что вследствие коагуляции до 35 % лигнинных веществ, накапливаются в донных отложениях.

Исходя из экспериментальных данных по скорости деструкции и осаждения лигнина и общего расхода сточных вод, поступающих в р. Вихореву, рассчитано количество лигнинных веществ накопившихся в реке (табл. 2). Установлено, что ежегодно захоранивается в реке до 3000 тонн лигнинных веществ, содержание которых меняется от места сброса до впадения в Усть-Вихоревский залив. На загрязненном участке р. Вихоревой ниже сброса сточных вод и дно в заливе покрыто илистыми осадками с большим количеством трудно растворимого органического вещества (лигнина, остатков целлюлозы).

Таблица 2

Количество лигнинных веществ, поступающих в р. Вихореву в год, при существующей технологии очистки

Год Объем сбрасываемых сточных вод, м'/год Среднее взвешенное содержание лигнина, г/м3 Валовые сбросы лигнина, т/год Захоронение в реке, т/год

2002 174 472920 74,08 12924 4523

2003 168 892800 56.94 9616 3365

2004 166 466280 49,15 8181 2863

2005 164 688000 49,10 8086 2830

2006 154 176000 53,91 8319 2911

2007 148 569600 53,09 7887 2760

По нашим расчетам, в р. Вихореву и Усть-Вихоревский залив за время функционирования Братского ЛПК сброшено порядка 450 тыс.тонн лигнинных веществ, т.е. экологическая нагрузка значительная. Присутствие в донных отложениях лигнинных веществ и его медленно текущая деструкция, приводит к постоянной интоксикации компонентов биоты, а следовательно к изменению параметров экосистем.

Традиционно при изучении качества воды используют набор микробиологических, гидробиологических, гидрохимических показателей, по которым вода классифицируется как очень грязная, грязная, загрязненная и т.д. В табл. 3 приведены результаты оценки качества воды в створах, указанных на рис. 1.

Усть-Илимском водохранилище

Таблица 3

Качество воды р. Вихоревой по гидробиологическим показателям

№ Место отбора пробы Индекс Пареле* Зона сопробности Индекс Гуднайт- Уитлея, %** Индекс Тодераша *** Класс качества воды

1 Ниже сброса 0,924 Полисапробная 92,40 21,97 Очень грязная

2 Бикей 0,985 Полисопробная 98,50 87,06 Очень грязная

3 Створ гидрохимиков (15 км) 0,527 С - а -мезосапробная 52,70 8,7 Загрязненная

4 Бурнинские ви-хоря 0,666 В - а - мезосапробная 66,60 3,3 Загрязненная

5 Анчериково 0,836 а - мезосапробная 83,60 7,15 Грязная

6 Кобляково 0,96 Полисопробная 96 122,7 Очень грязная

"Индекс Пареле - отношение олигохегк общему числу донных организмов;

Индекс ГуднаГгг-Уггглея, отношение олигохетк общем}' числу донных организмов; *** Индекс Тодераша, отношение численности олигохет к численности хирономид.

Как видно из представленных данных вода во всех створах исследования грязная, что свидетельствует о существенном изменении структуры экосистемы и ее болезни.

Однако традиционно используемые показатели не дают представления о здоровье экосистемы, т.е. способности экосистемы сопротивляться внешним

неблагоприятным воздействиям. Нами предложено применительно к водотокам - приемникам сточных вод в качестве параметра, характеризующего здоровье и способность экосистемы сопротивляться неблагоприятным воздействиям, использовать КПОЭС - эксэргию. Этот параметр, показывает, насколько экосистема отклоняется от равновесного состояния, то есть какое количество работы необходимо затратить на построение системы из первичных компонентов.

Предложено использовать два понятия - эксэргия и структурная эксэргия (Ме]ег, 1огзепзеп, 1979, Зилов, 2006).

Эксэргия рассчитывается по формуле:

£* = ЛГ2>,1П(С,/С,„) + (Г, (1)

где Ех - эксэргия; Я - газовая константа; Т- абсолютная температура; с, -концентрация в экосистеме компонента /; с1е<] - концентрация того же компонента в условиях термодинамического равновесия с окружающей средой. Проблема состоит в нахождении этой величины для каждого из значимых компонентов. Проще всего она находится для детрита из классического соотношения:

Л-Яч+ЛЛ (?)

где /¿-химический потенциал.

с,>; может быть найдено, если рассчитать вероятность Р1ед обнаружения компонента / в состоянии термодинамического равновесия. Взяв с0 за концентрацию превалирующего неорганического компонента, мы можем записать

N

(3)

1=0

затем, учитывая, что с0 > > с,

Р.* с,«'Ъ*,- (4)

Из (2) и (4) следует

Р, =[с, /с0д,]ех рНл-/к«,)!*?] ■ (5)

(4) может быть переписано как

(6)

С,

/¿q I 0,eq

Из (1) и (6) следует

& = Л7-£[с, In+ -Р,с^)] (7)

Учитывая, что Р, « Cj, Pj « Р0 , 1/Р;» Cj, 1/ Pi» c0,eq,

ln(/;)]. ' (8)

Общая эксэргия экосистемы может быть рассчитана по уравнению Ex/RT = f^ctfl, (9)

структурная эксэргия - соответственно по

N N

сю)

На рис. 2 представлены рассчитанные величины структурной эксэрпш для реки Вихоревой и Усть-Вихоревского залива Усть-Илимского водохранилища.

Установлено, что КПОЭС р. Вихоревой в точке сброса сточных вод и далее ниже по течению до пос. Кобляково (88 км) уменьшается и достигает в 75 % от фонового уровня. Это говорит о нарушении структуры экосистемы реки - водоприемника сточных вод. Уровень загрязнения в реке снижается пропорционально удалению от точки сброса.

350

-Зообентос •

-Фитопланкон

Рис. 2. Динамика структурной эксэргии для р. Вихоревой и Усть-Вихоревского залива Усть-Илимского водохранилища Влияние сточных вод Братского ЛПК на качество воды Усть-Илимского водохранилища прослеживается на большом расстоянии. В результате снижения скоростей течения после впадения р. Вихоревой в Усть-Вихоревский залив, уменьшения самоочищающей способности водоема и аккумуляции загрязненных вод, происходит формирование стабильной зоны загрязнения. В Усть-Вихоревском заливе Усть-Илимского водохранилища снижение КПЭОС отмечалось в пробах, отобранных в районе пос. Седаново, это обусловлено дополнительным сбросом неочищенных сточных вод от населенного пункта и вторичным зафязнением (донные отложения, затопленная древесина). С удалением от устья р. Вихоревой структурная эксэргия в заливе начинает возрастать.

Таким образом, установлено, что экологическая ситуация на исследованном участке остается напряженной. Экосистема водоприемника существенно изменена, так идет не только первичное, но и вторичное загрязнение.

Поэтому необходимо предпринимать немедленные меры по уменьшению снижению антропогегаюго воздействия на реку и Усть-Вихоревский залив, т.е. интенсифицировать очистку сточных вод, направленную на снижение поступления трудноразлагаемых органических веществ.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальной оценки уровня активности окислительных ферментов (полифенолоксидазы, пероксида-

зы, каталазы) - окислительного потенциала к фенолам и лигнинным веществам, в очистных сооружениях БЛПК по треку очистки на СБО-1 и СБО-2.

Исследования выполнены в 2-х вариантах - биотестирования и биоиндикации. При этом установлено, что в аэротенке активность ферментов ила (по-лифенолокидазы и пероксидазы) от входа к выходу уменьшается, при этом наблюдается нарастание активности каталазы (рис 3.).

а

1, мин

«д нз—пфо —]ь-па

б

О 30 60 90 120 150 180 210 240

1, мин

—ка чв—пфо -тйр-па

Рис. 3. Уровни активности каталазы (КА), пероксидазы (ПА), полифенолоксидазы (ПФО) по треку аэротенков СБО-1 (А) и СБО-2 (Б) с учетом времени добегания Это свидетельствует о том, что происходит накопление перекисных соединений с одной стороны, а с другой, что лишь на последнем этапе идет усиление деструкции трудноокисляемых веществ.

При этом существует разница между эндогенными ферментами (ферментами непосредственно в биомассе ила) и экзогенными, содержащимися в иловой жидкости. В активности эндогенной полифенолоксидазы и пероксидазы, отмечаются два максимума, совпадающие с максимумом прироста биомассы микроорганизмов, что указывает на поэтапное изъятие фенольных соединений с участием по крайней мере двух групп микроорганизмов.

Каталазная активность повышалась по ходу очистки, дегидрогеназная снижалась, что указывает на протекание процессов дегидрирования на всех этапах очистки.

Микробиологические исследованиями установлено, что по треку очистки группы микроорганизмов меняются и во вторичных отстойниках преобладают фенолокисляющие и сульфатредуцирующие.

Таблица 4

Физиологические группы микроорганизмов в сточных водах БЛЛК после стадии аэротенков во вторичных отстойниках

Микроорганизмы Количество клеток микроорганизмов во вторичном отстойнике СБО-2 на 1 г ила (по сухому весу)

Аммонификаторы 0,1*Ю4-1,7*104

Нитрификаторы 1,0*105-1,7*10"

Аэробные целлюлозоразрушающие 1,0*105-1,1*10"

Фенолокисляющие 1,1*10"-1,5*10"

Сульфатредуцирующие 1,2*106- 1,4*10"

Количество микроорганизмов на РПА 9.2*10'- 1,2*10"

Данные оценки ферментативной активности на действующих очистных сооружениях полностью подтвердились в модельном аэротенке, поскольку нарастание ферментативной активности наблюдается в момент смешения ила со сточной водой, сокращение времени пребывания ила в голодном состоянии может служить одним из резервов интенсификации биологической очистки. Высокую активность эндоферментов можно использовать, если внести субстраты для закрепления их на материалах, т.е. увеличить поверхность, а следовательно, время контакта.

Установлены корелляционные зависимости, где х - каталазная активность БПК5 у = 2,55х + 0,84 г = 0,67 02 у = - 0,71х +4,5 г =-0,45 ХПК у = 0,57х + 0,03 г = 0,67 Линейная корреляция каталазной активности, БПК3 и содержания кислорода показывает, что этот показатель отображает ход биологической очистки. Определяя на выходе каталазную активность, можно ориентировочно, пользуясь линейной зависимостью рассчитать остаточное БПК5, а следовательно степень очистки, не дожидаясь прошествия 5 суток.

Высокая активность каталазы на выходе из аэротенка указывает на низкую степень очистки, высокое остаточное содержание неизъятых органических веществ, низкое содержание кислорода, а также требует дополнительных мер по доочистке и использование окислительного потенциала биоценозов активного ила на последующих стадиях обработки сточных вод во вторичных и горизонтальных отстойниках, путем прикрепления к субстрату (иммобилизацию).

Нами были выполнены исследования по поиску субстратов для закрепления микрофлоры активного ила. В качестве субстратов испытывали следующие

материалы: пенопласт, гель-ПВА, вспененный полистирол, пенополеуретан, тканевая загрузка из полиамидного волокна, металлическая сетка, кордовые нити, путанка из полиамида, перлит. В результате исследований установлено, что оптимальным материалом для иммобилизации микроорганизмов, участвующих в биологической очистке сточных вод ЦБП, является капроновая сеть с размером ячеи 45*45 мм, модифицированная пучками полиамидной путанки от 5 до 25 пучков на 1 м2.

При поиске режимов ведения технологического процесса установлено, что оптимальными являются рН от 4 до б, скорость перемешивания не более 5 м/с, температура не выше 40°С. При реализации этих условий численность микроорганизмов и ферментативная активность в соскобах с используемого материала максимальная.

В пятой главе приведены результаты опытно-промышленных и промышленных испытаний предложенной технологии интенсификации изъятия труд-ноокисляемых веществ и более полного использования окислительного потенциала очистных сооружений путем модификации вторичных и горизонтальных отстойников в биофильтры.

Для вторичных отстойников предложена конструкция локального модуля, представляющая собой плоскостную загрузку в виде сетного волокна из полиамидного волокна с пучками путанки. Непосредственно на 4 трубы илососа расположенных крестообразно, установлены рамы из уголка обтянутые капроновой сеткой. Размер рамок 2* 1,5 м с ячеей 45*45 мм (рис. 4).

Рис. 4. Схема размещения сетки во вторичном отстойнике

1 - патрубки отвода осадка; 2 - рама из уголка 45*45* 4; 3 - крепеж; б—субстрат прикрепления (капроновая сеть, с закрепленными на ней пучками путанки)

Сточная жидкость поступает в резервуар через нижний подводящий патрубок и распространяется по всему объему радиального отстойника. При контакте со сточной жидкостью происходит равномерное заселение поверхности плоскостной загрузки микроорганизмами и иммобилизация эндоферментов и, следовательно, повышается эффективность изъятия трудноокисляемых веществ.

При помощи электропривода ферма моста с загрузкой вращается вокруг центральной опоры, в результате перемещения фермы по периметру отстойни-

ка достигается дополнительный контакт иммобилизированной микрофлоры со сточной жидкостью, происходит ее саморегенерация и улучшается осаждение взвешенных веществ.

Предложенный модуль встроен во вторичный отстойник № 7 СБО-2, а отстойник № 5 СБО-2 служил контрольным. В таблице 5 приведены результаты анализа по основным параметрам, определяющим эффективность очистки, а именно БПК5, и уровень каталазной активности.

Таблица 5

Усредненные показатели остаточного загрязнения и уровень каталазной активности во вторичных отстойниках

Отстойник бпк5, на выходе, мг 02/л Эффективность очистки, % Взвешенные вещества на выходе, мг/дм3 Эффективность очистки, % Каталаз ная активность на выходе мг*г"'*мин

Контрольный (№5) 7,2- 11,2 2-5 22-.30 8 0,103-0,013

Опытный (№7) 5,8-10,1 12-15 21-27 15 0,105-0,008

Как видно из приведенных данных, повышение эффективности очистки по БПК5 в опытном отстойнике более 10 %. Уровень КА в экспериментальном отстойнике ниже чем к контрольном на 0,005 мг/г*мин, что указывает на процессы окисления. Сравнение седиментационных характеристик, показало, что вынос взвешенных веществ из опытного отстойника ниже на 9 %, чем в контрольном.

Для модификации горизонтальных отстойников полотнища размещали в горизонтальных отстойниках перпендикулярно направлению движения воды в нем (рис. 5) и оценивали эффективность по ХПК, БПК5 и уровню ферментативной активности каталаз (КА) и дегидрогеназ (ДГА) (табл. 6 и 7). Для эксперимента по использованию метода прикрепленной микрофлоры на горизонтальных отстойниках участка доочистки было подготовлено 5 полотнищ размером 40x3 м, общая площадь полотнищ составила 600 м2. Полотнища установлены в горизонтальном отстойнике № 7, на расстоянии 25-30 м друг от друга. Первое полотнище установлено на расстоянии 40-45 м от впуска сточных вод в отстойник.

Полотнища представляют собой сети из синтетической нити с закрепленными на них пучками синтетических волокон. Продольные кромки сетей оснащены поплавками из пенопласта. При изготовлении полотнищ поплавки остаются только на поверхностной продольной кромке.

Рис. 5. Схема расположения полотнищ (А) и точки отбора проб (Б) в горизонтальном отстойнике 1 - на входе е горизонтальный отстойник; 2 - после первого полотнища; 3 - середина отстойника; 4-на выходе из горизонтального отстойника

Таблица б

Ферментативная активность прикрепленной микрофлоры е горизонтальном отстойнике Н9 7

№ точки отбора проб КА, мг*г "'*мин ДГА, мг*г "'*мин

1 0,011 0,009

2 0,019 0,011

3 0,027 0,031

4 0,037 0,055

Таблица 7

Усредненные результаты определения загрязнений в горизонтальных отстойниках № 7 и№ 6

Горизонтальный отстой-инк ХПК, мг/л Взвешенные вещества, мг/дм3 БПК5, мЮ2/Л Эффективность очистки, %

вход выход вход выход вход выход ХПК, мг/л Взвешенные вещества, мг/дм1 БПК3, мгСХ'л

№6 142-125 130-110 14-21,9 11,«-17,8 30,8-38,2 28-32,2 8,5-12 19-16 10-16

№7 142-125 120-103 14-21,9 11,2-16 30,8-38,2 24,1-30,2 18-16 20-27 21-22

Таким образом, эффективность очистки стоков при установке одного полотнища по показателю БПК5 возрастает на 1 мг 02/л или снижает загрязненность вод по этому показателю в сравнении с контрольным отстойником на 10 %. Высокая каталазная и дегидрогеназная активность прикрепленной микрофлоры свидетельствует о высокой деструктивной способности по отношению к трудноокисляемым веществам.

Исходя из выявленных зависимостей между каталазной активностью и содержанием кислорода, нами предложено проводить дополнительную аэрацию в трубопроводе, подающем воду на доочистку. Доказано, что при подаче технического кислорода эффективность очистки возрастает по БПК5 на 25 %, а воздухом на 13,7 %.

Таким образом, в промышленных условиях подтверждены теоретические и экспериментальные исследования, выявленные при оценке ферментативной активности.

Вынос из очистных сооружений взвешенных веществ (волокон целлюлозы и избыточного ила) характеризует низкую эффективность работы очистных сооружений, поэтому для оптимизации процессов разделения иловых смесей нами предложено использовать в качестве утяжелителей отходы, образующиеся на данном предприятии. Предлагаемый утяжелитель представляет собой шламовый отход производства рассола поваренной соли, в состав которого входят следующие компоненты: карбонат кальция - 79-82%, гидроксид магния -7-8 %, натрийсодержащие соединения - 2-3 %.

Установлено, что оптимальной дозой утяжелителя для уменьшения остаточного содержания взвешенных веществ в сточной воде является 0,02 г/л, при этом эффективность достигает 97,5 %.

Таким образом, нами предлагается комплексная технологическая схема модернизации очистных сооружений с целью интенсификации очистки (рис. 6).

Рис. б. Модернизированная схема биологической очистки сточных вод БЛПК

Для повышения эффективности изъятия трудноокисляемых веществ во вторичные и горизонтальные отстойники устанавливается плоскостная загрузка в виде капроновых сетей, с равномерно распределенными по ней пучками ка-

17

проновых волокон, где развивается прикрепленная микрофлора, дополнительно подается кислород, а для снятия взвешенных веществ на первичные отстойники подается шлам хлорного производства.

Экономическая эффективность от модернизации очистных сооружений Братского ЛПК составит 2,844 млн. рублей.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Доказано, что эффективность очистки сточных вод сульфатцеллюлозного производства биологическим способом от трудноокисляемых лигнинных веществ низкая, и они транзитом проходят очистные сооружения, создавая зоны устойчивого вторичного загрязнения. На примере деятельности очистных сооружений Братского ЛПК установлено, что в р. Вихоревой и Усть-Вихоревском заливе содержание лигнина в воде превышает ПДК в 10 раз, а ежегодные валовые сбросы лигнина составляют 7-8 тыс. тонн, 35 % которых захоранивается в донных отложениях.

2. Предложено наряду с традиционными гидробиологическими показателями качества вод использовать комплексный показатель оценка состояния экосистем (КПОЭС) - эксэргию - термодинамический параметр, показывающий способность экосистемы сопротивляться внешним неблагоприятным воздействиям, как путем перестройки за счет укорочения пищевой цепи, так и снижения уровня организации, разнообразия, повышения продуктивности. Установлено, что КПОЭС в районе сброса сточных вод наименьший и по мере удаления от источника сброса возрастает. Низкие значения КПОЭС в р. Вихоревой и Усть-Вихоревскрм заливе указывают на устойчивое вторичное загрязнение (донные отложения с лигнинными веществами, затопленная древесина).

3. Теоретически обосновано и экспериментально доказано, что окислительный потенциал очистных сооружений Братского ЛПК использован не в полном объеме. Установлено, что модификация вторичных и горизонтальных отстойников путем введения плоскостной загрузки позволит создать дополнительную ступень доочистки от лигнинных веществ за счет использования внутренних резервов микробных сообществ, а именно эндоферментов - ка-талазы, полифенолоксидазы, пероксидазы. Изучены условия иммобилизации микробоценозов и эндоферментов на различных материалах и найдены оптимальные режимы ведения технологического процесса.

4. Разработана оригинальная конструкция встроенного во вторичные и горизонтальные отстойники модуля.

5. Результаты проведенных исследований будут внедрены при реконструкции очистных сооружений Братского ЛПК. Производственные испытания показали высокую эффективность дополнительного изъятия трудноокисляемых веществ и подтвердили результаты лабораторных исследований.

6. На основании технико-экономического сравнения вариантов очистки по обычной технологической схеме и с переводом отстойников в режим биофильтров, с установкой прикрепленной микрофлоры и введением утяжелителя на стадии механической очистки установлено, что экономический эффект модернизации очистных сооружений составит 2,844 млн. рублей.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. ПанасенковаЕ.Ю. Интенсификация очистки сточных вод целлюлозно-бумажных комбинатов /С.С.Тимофеева // Вестник ИрГТУ.- 2008. - № 4. - С. 35-38.

2. ПанасенковаЕ.Ю. Сульфатцеллюлозное производство как источник загрязнения водных экосистем /С.С.Тимофеева // Известия самарского научного центра РАН. Спец. выпуск: Безопасность. Технологии. Управление. - Самара: Изд-во Самарского научн. центра РАН, 2007 - С. 90-93.

3. ПанасенковаЕ.Ю. Эффективность биологических методов очистки сточных вод сульфатцеллюлозных производств / С.С. Тимофеева// Безопасность-07: 12 Всеросс. научн.-практ. студ. конф. с международным участием (Иркутск, 17-20 апреля 2007 г.). - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007-С. 227-231.

4. ПанасенковаЕ.Ю. Оценка биохимических параметров микробных ценозов очистных сооружений ОАО «ЦКК» / С.С. Тимофеева // Охрана окружающей среды в муниципальных образованиях на современном этапе: 3 Межрег. научн.-практ. конф. (Братск, 21-23 ноября 2007 г.) -Братск: Изд-во БрГУ, 2007. - С. 321-323.

5. ПанасенковаЕ.Ю. Очистка сточных вод с помощью прикрепленной микрофлоры / Ю.В. Панасенков // ЭКВАТЭК - 2006. Вода: Экология и технологии: междунар. конгресс (Москва, июнь 2006 г.) [электронный ресурс]. - М.: ЗАО "Фирма СИБИКО Интернэшнл", 2006.

6. ПанасенковаЕ.Ю. Интенсификация процессов биологической очистки сточных вод целлюлозно-бумажных комбинатов (на примере ОАО «ЦКК»)/С.С. Тимофеева, Ю.В. Панасенков //Безопасность-08: 13 Все-рос. научн.-практ. студ. конф. с международным участием (Иркутск, 2225 апреля 2008 г.) - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008. - С. 198-200.

7. ПанасенковаЕ.Ю. Изучение интенсивности деструкции целлюлозного волокна на ступени доочистки ОАО «ЦКК» г, Братск / С.С. Тимофеева, Ю.Н. Солдатов // Вода: экология и технология" ЭКВАТЭК - 2008: 8 Междунар. конгресс (Москва, 1-6 июня 2008 г.) [электронный ресурс]. -М.: ЗАО "Фирма СИБИКО Интернэшнл", 2008.

8. ПанасенковаЕ.Ю. Изучение интенсивности деструкции целлюлозного волокна на ступени доочистки сульфатцеллюлозного предприятия / С.С. Тимофеева, Ю.Н Солдатов // Boflamagazine. - Москва: ООО «Изд. дом «ЭкоМедиа», 2008. - С. 56-57.

9. Панасенкова Е.Ю. Оценка экологического состояния р. Вихоревой и Усть-Вихоревского залива с помощью термодинамического показателя - эксэргаи/ С.С. Тимофеева, Е.А. Зилов //Безопасность-09: 14 Всеросс. научн.-практ. студ. конф. с международным участием (Иркутск, 21-24 апреля).- Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009. - С. 251-253

10.Panasenkova Е. The study of structural exergy in Ust-Uimsk reservoir ecosystem / E. Pislegina, S. Timofeeva, E. Silow // 13th World Lake Conference. Abstract volume. - Wuhan, 2009. - P. 298.

11.Панасенкова Е.Ю. Интенсификация очистки сточных вод сульфатцел-люлозных производств с помощью метода прикрепленной микрофлоры// Материалы Всеросс. Конф. с элементами научной школы для молодежи «Инновационное развитие горно-металлургической отрасли» [электронный ресурс]. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009.

Подписано в печать 28.12.2009. Формат 60 х 90 / 16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,25. Тираж 100 экз. Зак. 261. Поз. плана 4н.

ИД № 06506 от 26.12.2001 Иркутский государственный технический университет 664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Биологическая очистка сточных вод сульфатцеллюлозного

Производства

1.1. Экологическая обстановка на территории Байкальского региона в районах влияния сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности

1.2. Состав сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий

1.3. Негативное влияние компонентов сточных вод сульфатцеллюлозного производства на живые организмы и микрофлору

1.4. Анализ существующих методов очистки сточных вод сульфатцеллюлозных производств

1:4.1. Биологическая очистка сточных вод сульфатцеллюлозных предприятий

ВЫВОДЫ

ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования

2.1. Характеристика объектов исследования

2.2. Краткая характеристика биологических очистных сооружений филиала ОАО «Группа «Илим» в г. Братске

2.3. Методы контроля исследуемых объектов

2.3.1 Исследования по совершенствованию биотехнологических! схем обработки сточных вод

2.3.2 Титриметрическое определение каталазной активности< 48i

2.3.3,Оиределение дегидрогеназной активности

2.3:4. Фотометрическое определение пероксидазной активности- 52 2.4: Лабораторные исследования по поиску субстрата для иммобилизации микроорганизмов

2.5.Промышленные испытания технологии:

ГЛАВА 3. Исследование экологической нагрузки сточных вод Братского

ЛПК на водные экосистемы р; Вихоревой и Усть-Илимское водохранилище по термодннамическомупоказателю — эксэргии.

ГЛАВА 4. Исследование-окислительного потенциала очистных сооружении!! разработка технологии:его повышения . 75 4:1: Исследование ферментативной активности илов на стадиях очистки -. 75 4^2^.0птимизация биологической;очистки путем иммобилизации мнкробоценоза' 84 4.2.1; Выбор материала субстрата для закрепления;микробоценозов

4.2.2. Влияние рН

4123. Влияние скоростигиеремешивания

4.2.4. Влияние температуры исходной смеси

4:2.5. Влияние концентрации исходной смеси

ВЫВОД

ГЛАВА 5. Разработка схемы модернизации очистных сооружений филиала ОАО

Группа «Илим» вт. Братске

5.1: Реконструкция.вторичных отстойников в биофильтры

5.2: Доочистка сточных вод от взвешенных веществ <

5.3. Оптимизация процесса аэрации для повышения эффективности очистки 103 5.4 Интенсификация деструкции целлюлозного волокна на ступени доочистки

5.5. Комплексная схема реконструкции (модернизации) очистных сооружений

5.6. Технико-экономические показатели 116 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 119 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 121 ПРИЛОЖЕНИЯ

Актуальность работы. В Водной стратегии России до 2020, утвержденной распоряжением Правительства РФ от 17 ноября 2009 г. № 1662-р, определены основные направления развития водохозяйственного комплекса, обеспечивающего устойчивое водопользование, охрану водных объектов и защиту от негативного воздействия вод. В качестве основной меры предусмотрено экономическое стимулирование сокращения сброса загрязнений в составе сточных вод, предполагающее усиление ответственности за сверхнормативные сбросы и поддержку внедрения современных отечественных промышленных технологий очистки.

Одной из серьезных проблем предприятий целлюлозно-бумажной промышленности (ЦБП) с сульфатным способом варки целлюлозы является низкая эффективность биологической очистки от трудноокисляемых органических веществ (лигнинных веществ). Эти соединения транзитом проходят очистные сооружения, поступают в водоемы и создают угрозу вторичного загрязнения.

Суммарный сброс сточных вод ЦБП в водные объекты Байкальского региона составляет 308,48 млн.м3 в год, из них недостаточно очищенных от трудноокисляемых веществ - 293,43 млн.м3 и без очистки - 15,05 млн.м3 [1]

Разработка, усовершенствование и модернизация технологии биологической очистки является одной из актуальных задач современного этапа.

Особенно остро эта проблема стоит в Байкальском регионе (бассейн р. Ангара), который является особо охраняемой территорией, а качество воды каскада Ангарских водохранилищ с каждым годом ухудшается. Поэтому необходимо предпринимать экономически реальные и экологически целесообразные действия, направленные на улучшение экологического состояния в этом регионе.

Состояние проблемы. Среди множества методов очистки сточных вод наибольшее распространение получили биологические способы очистки с использованием активного ила и последующего его отделения. Однако эффективность очистки по трудноокисляемым — лигнинным веществам крайне низкая. Эти вещества транзитом проходят через очистные сооружения, создавая в водоемах — водоприемниках сточных вод зоны вторичного загрязнения.

Существенный резерв интенсификации окислительной деструкции кроется в оптимизации условий проведения технологического процесса очистки.

Цель работы. Интенсификация биологической очистки сточных вод сульфатцеллюлозного производства и уменьшение экологической нагрузки на водоемы по трудноокисляемым веществам. В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:

1. Оценить экологическую нагрузку сульфатцеллюлозного производства на экосистемы водоприемников сточных вод* на примере Братского ЛПК (Филиал ОАО «Группа «Илим» в г. Братске), р. Вихоревой и Усть-Илимского водохранилища;

2. Изучить механизмы и закономерности деструкции трудноокисляемых веществ — компонентов сточных вод сульфатцеллюлозного производства и оптимизировать условия ее повышения путем иммобилизации микробоценозов;

3. Разработать- конструкцию локального модуля, встраиваемого в действующие очистные сооружения;; с целью повышения эффективности очистки по трудноокисляемым веществам;

- ' • 1 - ' ' : i . • , .

Методы исследования. В работе для решения конкретных задач использовались комплексные физико-химические и гидробиологические методы исследования.

Математическая обработка экспериментальных результатов проведена с использованием прикладной программы Microsoft Exel.

Научная новизна. В диссертационной работе получили дальнейшее развитие научные основы интенсификации очистки сточных вод путем применения прикрепленной микрофлоры, заключающиеся в выявлении, теоретическом обосновании и экспериментальном подтверждении роли окислительно-восстановительных ферментов в процессах обезвреживания сточных вод сульфатцеллюлозного производства, а также использование термодинамического показателя эксэргии, в качестве комплексного показателя оценки экологического состояния (КПОЭС) водоприемника сточных вод:

1. предложено использовать термодинамический показатель — эксэргию, в качестве комплексного показателя оценки экологического состояния (КПОЭС) реки - водоприемника сточных вод, выявлены наиболее загрязненные участки р. Вихоревой и Усть-Илимского водохранилища. Доказано, что структурная эксэргия наименьшая в точке выпуска сточных вод и пропорционально нарастает с удалением от него. Донные отложения в виде трудноокисляемых лигнинных веществ создают зоны вторичного загрязнения и резко ухудшают экологическую ситуацию в Усть-Вихоревском заливе;

2. впервые выполнено систематическое целенаправленное определение уровней активностей оксидоредуктаз активных илов по треку очистки сточных вод и установлены корреляционные зависимости между традиционными показателями очистки ХПК, БПК5, 02 и уровнями каталазной активности. Доказано, что неэффективно.- используется окислительный потенциал активных илов для деструкции лигнинных веществ;

3. определены условия интенсификации окислительной деструкции лигнинных веществ путем закрепления микрофлоры на субстрате, подобран наиболее эффективный- материал для закрепления- микроорганизмов и окислительно-востановительных эндоферментов на субстрате, найдены оптимальные технологические режимы и конструктивные характеристики осуществления процесса очистки сточных вод;

4. предложены оригинальные решения интенсификации биологической обработки сточных вод путем дополнительного введения во вторичные и горизонтальные отстойники плоской загрузки из капроновой сети, с закрепленными на ней пучками путанки.

Практическая значимость. Усовершенствована технологическая схема и разработана конструкция встраиваемого модуля для интенсификации процессов окислительной деструкции трудноокисляемых лигнинных веществ во вторичных и горизонтальных отстойниках.

Для повышения эффективности осветления сточных вод от взвешенных веществ, предложено использовать утяжелители (отходы хлорного производства). Предложенная модернизация очистных сооружений будет внедрена на очистных сооружениях БЛПК и экономическая эффективность от реализации технологии составит 2,844 млн. рублей.

Апробация работы: материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на XII, XIII, XIV Всероссийской студенческой научно-практической конференции с международным участием (г. Иркутск 2007 г., 2008 г., 2009 г.), Международном конгрессе «ВОДА: экология и технология» ЭКВАТЭК - 2006, ЭКВАТЭК - 2008 (г. Москва, 2006 г, 2008 г.), Межрегиональной научно-практической конференции «Охрана окружающей среды в муниципальных образованиях на современном этапе» (г. Братск, 2007 г.), 13th World Lake Conference (Wuhan, China, 2009).

Положения, выносимые на защиту.

1. Разработка комплексного показателя оценки состояния экосистем антропогенно нагруженных водотоков.

2. Результаты экспериментальных исследований окислительного потенциала очистных сооружений по лигнинным веществам и оптимальные условия его повышения путем иммобилизации микробоценозов.

3. Конструкция встраиваемого модуля для интенсификации очистки сточных вод Братского ЛПК.

Основные выводы

1. Доказано, что эффективность очистки сточных вод сульфатцеллюлозного производства биологическим способом от трудноокисляемых лигнинных веществ низкая и они транзитом проходят очистные сооружения, создавая зоны устойчивого вторичного загрязнения. На примере деятельности очистных сооружений Братского ЛПК установлено, что в р. Вихоревой и Усть-Вихоревском заливе содержание лигнина в воде превышает ПДК в 10 раз, а ежегодные валовые сбросы лигнина составляют 7-8 тыс. тонн, 35 % которых захоранивается в донных отложениях.

2. Предложено наряду с традиционными гидробиологическими показателями качества вод использовать комплексный показатель оценка состояния экосистем (КПОЭС) - эксэргию -термодинамический параметр, показывающий способность экосистемы сопротивляться внешним неблагоприятным воздействиям, как путем перестройки за счет укорочения пищевой цепи, так и снижения уровня организации, разнообразия, повышения продуктивности. Установлено, что КПОЭС в районе сброса сточных вод наименьший и по мере удаления от источника сброса возрастает. Низкие значения КПОЭС в р. Вихоревой и Усть-Вихоревском заливе указывают на устойчивое вторичное загрязнение (донные отложения с лигнинными веществами, затопленная древесина).

3. Теоретически обосновано и экспериментально доказано, что окислительный потенциал очистных сооружений Братского ЛПК использован не в полном объеме. Установлено, что модификация вторичных и горизонтальных отстойников' путем введения плоскостной загрузки позволит создать дополнительную ступень доочистки от лигнинных веществ за счет использования внутренних резервов-микробных сообществ, а именно эндоферментов - каталазы, полифенолоксидазы, пероксидазы. Изучены условия иммобилизации микробоценозов и эндоферментов и эндоферментов на различных материалах и найдены оптимальные режимы ведения технологического процесса.

Разработана оригинальная конструкция встроенного во вторичные и горизонтальные отстойники модуля.

Результаты проведенных исследований будут внедрены при реконструкции очистных сооружений Братского ЛПК.

Производственные испытания показали высокую эффективность дополнительного изъятия трудноокисляемых веществ и подтвердили результаты лабораторных исследований.

На основании технико-экономического сравнения вариантов очистки по обычной технологической схеме и с переводом отстойников в режим биофильтров, с установкой прикрепленной микрофлоры и введением утяжелителя на стадии механической очистки установлено, что экономический эффект модернизации очистных сооружений составит 2,844 млн. рублей.

1. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2002 году : гос. доклад / М-во природ, ресурсов Российской Федерации по Иркут. обл., Гл. упр. природ, ресурсов и охраны окруж. среды, Адм. Иркут. обл. Иркутск, 2004. - С. 78-79.

2. Об охране окружающей среды Иркутской области в 2008 году : гос. доклад / М-во природ, ресурсов Российской Федерации по Иркут. обл., Гл. упр. природ, ресурсов и охраны окруж. среды, Адм. Иркут. обл. Иркутск, 2009. - С.123-153.

3. Александренко С.Н. Вторичное загрязнение р.Вихоревой / С.Н. Александренко // Материалы рабочего совещания по выполнению природоохранных мероприятий ОАО «ЦКК» ОАО «БКХ» в 20002003 гг. - Иркутск, 2004. - С.66-71.

4. Определение современной рыбохозяйственной значимости р. Вихорева на участке сброса сточных вод Т.ЩК до устья с целью подготовки документов для перевода этого участка в водный объект культурно-бытового значения. Улан-Удэ, 2003.

5. О состоянии озера Байкал и мерах по его охране в 2003 году : гос. доклад / М-во природ, ресурсов Российской Федерации. Иркутск, 2004. - С.141-157.

6. Грушко Я.М. Сточные воды сульфатцеллюлозных предприятий и охрана водоемов / Я.М. Грушко, О.М. Кожова. М.: Лесн. пром-ность, 1978.-172 с.

7. Рибел Ф. Удельные сбросы загрязняющих веществ в водоемы и атмосферу для современных европейских заводов сульфатной целлюлозы // Pulp and Paper Canada. 2002. -№ 7. - P.51.

8. Яковлева О.И. Очистка сточных вод / О.И. Яковлева, Н.И. Ткаченко. -М.: Лесн. пром-ность,1975.

9. Непенин Ю.Н. Технология целлюлозы. Производство сульфатной целлюлозы / Ю.Н. Непенин. М., 1963. - 963 с.

10. Алферова Л.А. Химическая очистка сточных вод при производстве сульфатной целлюлозы / Л.А. Алферова, А.А. Алексеев. М., 1968.- 105 с.

11. Строганов Н.С. Краткий словарь терминов по водной токсикологии /Н.С. Строганов. Ярославль, 1982.

12. Строганов Н.С. Водная токсикология / Н.С. Строганов. Т.З. - М., 1976.

13. Костяев В.Я. Закономерности разрушения фенола и глюкозы в реке и ее притоках / В.Я. Костяев // Биологическое самоочищение и формирование качества воды. — М., 1975. — С.32-38.

14. Карпович Т.А. Изучение физиологических реакций рыб на изменение факторов среды в оптимальных и экстремальныхпределах / Т.А. Карпович, Б.И. Колупаев, A.M. Бейм // Проблемы водной токсикологии. Петрозаводск, 1988. - С.63-71.

15. Fiechter A. Biotechnics wastewater / A. Fichter. Berlin; New York, 1993. - 157 p.

16. Бейм A.M. Использование токсикометрических данных в прогнозах антропогенного изменения водных экосистем / A.M. Бейм // Прогнозирование экологических процессов. — Новосибирск : Наука, 1987. С.74-78.

17. Бейм A.M. Хлордиоксины: водная токсикология, идентификация, биотрансформация / A.M. Бейм // Тез. докл.VI съезда Всесоюз. гидробиолог, об-ва (Мурманск, 8-10 октября 1991 г.). Т.2. -Мурманск, 1991.-С. 102-103.

18. Трошева Е.И. Методы контроля хлорорганических веществ в сточных водах / Е.И. Трошева, Ж.В. Дубовенко, Г.В. Белявцева, A.M. Бейм //Бумажная промышленность. 1991. -№1. - С.28-29.

19. Бейм A.M. Биологическое тестирование Производственных сточных вод / A.M. Бейм // Проблемы водной токсикологии, биотестирования и управления качеством воды. — Л.: Наука, 1986. -С.135-150.

20. Бейм A.M. Биологическая оценка эффективности работы очистных сооружений доочистки Братского ЛПК / A.M. Бейм, Ю.К. Самойленко // Проблемы экологии Прибайкалья. — Иркутск, 1979. — С.86-87.

21. Ербаева Э.А. Изменение макрозообентоса при зарегулировании р. Ангары / Э.А. Ербаева // Прогнозирование экологических процессов. —Новосибирск: Наука, 1986. — С.165-171.

22. Ербаева Э.А. Современное состояние макрозообентоса в районе БЦБК / Э.А. Ербаева, Г.П. Сафронов, Т.И. Кицук // Экосистемы и природные ресурсы горных стран. — Новосибирск : Наука, 2004. -С.141-153.

23. Кожова О.М. Методология оценки состояния экосистем / О.М.Кожова и др. Ростов н/Д : ЦВВР, 2000. - 128 с.

24. Биоиндикация: теория, методы, приложения / под ред. Г.С. Розенберга. Тольятти: Интер-Волга, 1994. — 266 с.

25. Шитиков В.К. Биологический мониторинг и биоиндикация / В.К. Шитиков, Г.С. Розенберг, Т.Д. Зинченко // Количественная гидроэкология: методы системной идентификации. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2003.-463 с.

26. Правдин И.Ф. Результаты исследования стоков бумажного производства в отношении влияния их на рыб /И.Ф. Правдин // Науч. бюл. /Ленингр. гос. ордена Ленина ин-т. — 1945. — №2.

27. Подоба З.П. О влиянии биологически очищенных сточных вод ЦБП на рыб и другие водные организмы / З.П. Подоба,

28. JI.А.Лесников, В.А. Логинов // Материалы второго Советско-финского симпозиума по проблеме очистки сточных вод ЦБП. -М, 1967. С.75-91.

29. Панасенков Ю.В. Самоочищение водоемов в системе река залив - русловая часть водохранилища от загрязнений предприятий ЦБП / Ю.В. Панасенков, Ю.Н. Солдатов, Л.А. Чащина, В.Л. Бухарин // Целлюлоза. Бумага. Картон. - 1993. - № 5. - С. 31-39.

30. Хейнонен П. Оценка биологического влияния сточных вод / П. Хейнонен // Финские доклады. Влияние целлюлозно-бумажной промышленности на состояние водоемов (Ленинград, 6-10 июня 1989 г.). Хельсинки, 1989. - С.18-23.

31. Рауталахти-Миеттинен Э. Влияние сточных вод ЦБП на водоемы / Э. Рауталахти-Миеттинен // Финские доклады. Влияние целлюлозно-бумажной промышленности на состояние водоемов (Ленинград, 6-10 июня 1989 г.). Хельсинки, 1989. - С.23-26.

32. Тимофеева С.С. Энзимоиндикация качества очистки сточных вод в аэротенках / С.С. Тимофеева // Химия и технология воды. 1987. -Т.9, №5. - С. 445-448.

33. Тимофеева С.С. Окислительно-восстановительные ферменты илов; способы определения и их значение в очистки сточных вод / С.С. Тимофеева // Химия и технология воды. — 1984. — Т.6, №3. С.30зз.1

34. Тимофеева С.С. Энзимодиагностика качества работы биологических очистных сооружений / С.С. Тимофеева, Е.Н.

35. Ермакова, Т.В. Забелина ; Иркут. гос. техн. ун-т. Иркутск, 1987. - 55 с. - Деп. в ВИНИТИ 25.03.87, № 2166-В8.

36. Тимофеева С.С. Экспресс-анализ лигнинных веществ в очищенных сточных водах / С.С. Тимофеева, В.З. Беспалова, A.M. Бейм // Бумажная промышленность. — 1989. -№ 6. С. 10-13.

37. Тимофеева С.С. Эколого-биохимические исследования макрофитов / С.С. Тимофеева // Прогнозирование экологических процессов. -Новосибирск : Наука, 1986. С.121-124.

38. Кулаков Е.А. Очистка сточных вод предприятий целлюлозно-бумажной промышленности / Е.А. Кулаков, И.Л. Монгайт // Очистка сточных вод. М.: ВНИИводгео, 1964.

39. Романов Г.А. Механическая очистка сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий / Г.А. Романов, В.П. Семенов. -М., 1985. -С. 44-57.

40. Toshiro S. Технология биологической обработки фекальных сточных вод при высокой нагрузке / S. Toshiro, S. О. Kenkye // Jap.J.Water pollut. Res. 1991. - Т. 14, №11. - С. 772-776.

41. Неонов В. Нитрификация и денитрификация воды в реакторе с иммобилизованной биомассой / В. Неонов, С.П. Турианов // Материалы. Международного-симпозиума «Экология-92» (Бургас, 24-26 сент., 1992 г.). Бургас, 1992. - С. 112-116.

42. Aziz М:А., Ng WJ. Feasibility of waste water treatment using the activated-algae process // Bioresour. Technol. 1992. - V.40, №3. - P. 205-208.

43. Голубовская Э.К. Биохимические основы очистки воды / Э.К. Голубовская. — М.: Высш. шк., 1978. —268 с.

44. Евилевич М.А. Пути оптимизации систем биологической очистки сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности / М.А. Евилевич // Повышение эффективности и совершенствование средств защиты водоемов от выбросов промышленности. Л., 1982.-С. 101-108.

45. Воронов Ю.В. Глубокая очистка сточных вод с иммобилизованной микрофлорой / Ю.В. Воронов, В.П. Саломеев, И.С. Круглова, Е.С. Гогина // Сб. докладов 7-й Международной выставки и конгресса «ЭКВАТЭК-2006» (Москва, 30 мая 2 июня 2006 г.). -М., 2006.

46. Kouji S. Биологическая обработка сточных вод с использованием гранулированных сред / S. Kouji, Y. Toshihiro // Pulp and paper magazine. 1987. - V.18, №7. -C. 14-55.

47. Гвоздяк П.И. Перспективы использования удерживания для иммобилизации биологически активных частиц / П.И. Гвоздяк // Иммобилизованные клетки микроорганизмов. — Пущино, 1978. С. 80-84.

48. Войшвилло Н.Е. Методы иммобилизации клеток / Н.Е.Войшвилло, А.В. Камерницкий // Иммобилизованные клетки микроорганизмов. -Пущино, 1978. С. 36-46

49. Susumu Н. Новый метод иммобилизации активного ила для биологической очистки сточных вод / Н.Susumu, К. Кепки // Environ. Res. Quart. 1987. -№ 66. -С.139.

50. Uemoto H. Wastewater treatment by immobilized cell systems / H. Uemoto // Applications of cell immobilization biotechnology. -Netherlands, 2005. -P.481-491.

51. Сунцева Н.В. Использование иммобилизованной микрофлоры в очистке сточных вод / Н.В. Сунцева // Вода. 2008. —№ 4. - С.28-29.58. http://www.ekmon.msk.ru/bio/

52. Непаридзе Р.Ш. Технология и сооружения для глубокой очистки сточных вод / Р.Ш. Непаридзе, Э.С. Разумовский // Материалы 6-го Международного конгресса «ЭКВАТЭК-2004» (Москва, 1-4 июня 2004 г.). М., 2004.60. http://www.ocmo.ru/stok.html

53. А.с. 1165642, МКИ С 02 Г 3/02. Способ биологической очистки сточных вод / Л.И. Яковлева, А.Г. Захаржевская, А.П. Гайдамаков, Л.С. Солодова (СССР) . № 3694142/23-26 ; заявл. 20. 01. 84 ; опубл. 1985, Бюл. № 25.

54. Пат. № 3534238, Австрия. Микробиологический способ очистки сточных вод. № 52825/79 ; опубл. 12.01.84, РЖХ, 1986.- 34532 П.

55. Заявка 2.178735,Великобритания. МКИ С 02 Г3/13. Биологическая очистка сточных вод. Опубл. 87.02.18. — Бюл. № 7.

56. Технологический регламент производства очистных сооружений промышленных сточных вод ОАО «ЦКК». Братск, 2005.

57. А. с. 1262350 , МКИ G 01№21/78. Способ определения активности пероксидазы / М.Н. Саксонов, А.Э. Балаян, Т.В. Забелина, Д.И. Стом (СССР). 0публ.07.10.86. - Бюл. № 37.

58. Криульков В.А. Определение лигнина в донных отложениях / В.А. Криульков, В.Т. Каплин // Гидрохимические материалы .- 1969. -Т.5. С.108-113.

59. Черкасов А.Е. Гидрологический режим р. Вихоревой / А.Е. Черкасов, Т.П. Чечетко // Вопросы прогнозирования биологического режима Усть-Илимского водохранилища. -Иркутск, 1975.-С. 25-41.

60. Rapport D.J. Ecosystem Health: New Goals for Environmental Management. Washington: Island Press, 1992, P. 144 - 156.

61. Xu F.L. Modeling the effects of ecological engineering on ecosystem health of a shallow eutrophic Chinese lake (Lake Chao) / F.L. Xu, S.E. J0rgensen, S. Tao, B.G. Li // Ecol. Model!. 1999. - Vol. 117. - P. 239-260.

62. Xu F.L. Systemlevel responses of lake ecosystems to chemical stresses: exergy and structural exergy as ecological indicators / F.L. Xu, R.W. Dawson, S. Tao, B.G. Li, J. Cao // Chemosphere. 2002. - Vol. 46.-P. 173-185.

63. Jorgensen S.E. Fundamentals of Ecological Modelling / S.E. j0rgensen,

64. G. Bendoricchio // Amsterdam: Elsevier, 2001.

65. Xu F.L. Exergy and structural exergy as ecological indicators for the development state of the Lake Chaohu ecosystem / F.L. Xu // Ecol. Modell. 1997. - Vol. 99. - P. 41-49.

66. Jorgensen S.E. Integration of Ecosystem Theories: a Pattern, Doedrecht / Boston / S. E. Jorgensen. London: Kluwer Academic Publishers, 1997.

67. Mejer H.F. Energy and ecological buffer capacity. In State of the art in ecological modelling. International Society for Ecological Modelling /

68. H.F. Mejer, S.E. Jorgensen. Copenhagen, 1979. - P. 829 - 846.

69. J0rgensen S.E. Parameters, ecological constraints and exergy / S.E. Jorgensen //Ecol. Modell. 1992. -Vol. 62.-P. 163 - 170.

70. Patten B.C. Complex Ecology: the Part-Whole Relation in Ecosystem / B.C. Patten, S.E. Jorgensen. Prentice Hall PTR, Englewood Cliffs, 1995.

71. Jorgensen S.E. Models of the structural dynamics in lakes and reservoirs / S.E. Jorgensen, S.N. Nielsen // Ecol. Modell. 1994. -Vol. 74.-P. 39-46.

72. Jorgensen S.E. Development of models able to account for changes in species composition / S.E. Jorgensen // Ecol. Modell. 1999. — Vol. 62. — P.195 - 208.

73. Salomonsen J. Examination of properties of exergy, power and ascendancy along an eutrophication gradient / J. Salomonsen // Ecol. Modell. -1992.-Vol. 62.-P. 171-181.

74. Marques J. Impact of eutrophication and river management within a framework of ecosystem theories. Ecol. / J. Marques, S.N. Nielsen, M.A. Pardal, S.E. torgensen // Ecol. Modell. 2003. - Vol. 166. - P. 147-168.

75. Ray S. Optimisation of exergy and implications of body sizes of phytoplankton and zooplankton in an aquatic ecosystem model / S. Ray, L. Berec, M. Straskraba, S.E. J0rgensen // Ecol. Modell. 2001. -Vol. 140. - P. 219-234.

76. J0rgensen S.E. Calculations of exergy for organisms / S.E. Jorgensen, N. Ladegaard, M. Debeljak, J.C. Marques // Ecol. Modell. 2005. -Vol. 185.-P. 165-175.

77. J0rgensen S.E. Parameter calibration and estimation by the use of exergy / S.E. J0rgensen // Ecol. Modell. 2001. -Vol. 146. - P. 299302.

78. Ludovisi A. Use of thermodynamic indices as ecological indicators of the development state of lake ecosystems: 2. Exergy and specific exergy indices / A. Ludovisi, A. Poletti // Ecol. Modell. 2003. - Vol. 159. — P. 223-238.

79. Silow E.A. The changes of ecosystem goal functions in stressed aquatic communities / E.A. Silow // J. Lake Sci. 1998. -Vol. 10 (Suppl). -P. 435-^-50.

80. Зилов E. А. Возможность использования целевых функций для оценки «здоровья» водных экологических систем: эксэргия / Е. А. Зилов // Сибир. эколог.-журн. 2006. - № 3. - С. 269-284.

81. Зилов Е.А. Экологическое моделирование в оценке функционирования водных экосистем' в условиях антропогенной нагрузки : автореф. дис. . д-ра биол. наук / Е.А.Зилов. М., 2004. -53 с.

82. Ленинджер А. Биохимия. Молекулярные основы структуры и функций клетки / А. Ленинджер. -М.: Мир,1976. С. 174-175.

83. Дроченко В.И. Основные направления интенсификации работы очистных сооружений Братского ЛПК / В.И. Дроченко, Ю.В. Панасенков, Ю.Н. Солдатов // Целлюлоза.Бумага.Картон-май. -1993. С.30-36.

84. Панасенкова Е.Ю. Изучение деструкции целлюлозного волокна на участке доочистки ОАО «ЦКК» г. Братск / Е.Ю.Панасенкова, С.С. Тимофеева, Ю.Н. Солдатов // Материалы Международного конгресса «ЭКВАТЭК 2008». - М.,2008.

85. Юровская Е.М. Микробиологическая очистка промышленных сточных вод / Е.М. Юровская. Киев, 1984. - 160 с.

86. Олифер С.А. Рыбохозяйственное освоение Усть-Илимского водохранилища / С.А. Олифер // Рыбохозяйственное освоение водохранилищ Сибири // Изв. / ГосНИОРХ. Л., 1977. - С.65-96.

87. Понкратов С.Ф. Акклиматизация и воспроизводство ценных видов рыб в Ангарских водохранилищах / С.Ф. Понкратов, Ю.В. Панасенков. Иркутск, 2008. - С.104-122.

88. Кретович В.Л. Основы биохимии растений / В.Л. Кретович. М.: Высш. шк., 1971.-464 с.

89. Water and wastes engineering. 1972. - № 7. - P. 42-44.

90. Смирнова Л.А. Определение содержания аденозинтрифосфата в активном иле / Л.А. Смирнова, С.Н. Филенко, А.И. Щитинин // Химия и технология воды. 1983. -Т.7, №4. - С.53-58.

91. Фридман В.М. Контроль биомассы и состояния активного ила по концентрации АТФ / В.М.Фридман, С.Г. Шапиро, А.С. Лопухин // Химия и технология воды. 1983. - Т.5, №5. - С. 468-469.

92. Kucherowics F. Direct measurement of microbiological ATP' in activated sludge samples / F. Kucherowics, W. Verstract // Chem. technology and biotechnology. 1979. - V 29, №1. -P.707-712.

93. Vieveg M.D. Bestimmung deractiven biomasse im Belebtschlamm nerch.Mensch / M.D. Vieveg // Umvelt. 1981. - Bd.9, h.2. - S. 3744.

94. Панасенков Ю.В. Индикация вод Усть-Илимского водохранилища по микробиологическим показателям : автореф. дис. . канд. биол. наук / Ю.В. Панасенков. Киев, 1984.

95. Тимофеева С.С. Экономическое обоснование проектируемых мероприятий по повышению безопасности жизнедеятельности / С.С. Тимофеева, С.С. Тимофеев. Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2008.1. С. 68-91.