автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Интенсификация очистки хозяйственно-бытовых сточных вод на компактных установках с использованием прикрепленных биоценозов и флокулянтов

кандидата технических наук
Титов, Евгений Александрович
город
Пенза
год
2006
специальность ВАК РФ
05.23.04
цена
450 рублей
Диссертация по строительству на тему «Интенсификация очистки хозяйственно-бытовых сточных вод на компактных установках с использованием прикрепленных биоценозов и флокулянтов»

Автореферат диссертации по теме "Интенсификация очистки хозяйственно-бытовых сточных вод на компактных установках с использованием прикрепленных биоценозов и флокулянтов"

На правах рукописи

ТИТОВ Евгений Александрович

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ОЧИСТКИ ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД НА КОМПАКТНЫХ УСТАНОВКАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИКРЕПЛЕННЫХ БИОЦЕНОЗОВ И ФЛОКУЛЯНТОВ

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

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пенза 2006

Диссертация выполнена в ГОУ ВПО Пензенском государственном университете архитектуры и строительства

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор

Гришин Б.М.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Ларюшин Н.П. - кандидат технических наук, доцент Ладайкина И.Г.

Ведущая организация - Институт «Пензагропроект»

Защита состоится 26 декабря 2006 г. в 13.30 часов на заседании диссертационного совета К 212.184.01 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Пензенском государственном университете архитектуры и строительства по адресу: г.Пенза, ул.Титова,28, ПеизГУАС, 1 корпус, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан "24" ноября 2006 г.

Совет направляет Вам для ознакомления данный автореферат и просит Ваши отзывы и замечания в 2-х экземплярах, заверенные печатью, направлять по адресу: 440028, Пенза, ул. Титова, 28, ГОУ ВПО Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, диссертационный совет К 212.184.01.

Ученый секретарь диссертационного кандидат технических наук, доцент

Общая характеристика работы

Актуальность темы.

Одним из наиболее перспективных направлений совершенствования биологической очистки сточных вод является использование биотеиков с затопленной загрузкой.

Как показал опыт эксплуатации компактных очистных установок, прикрепленная биомасса успешно работает не только в аэротснках, осуществляя биологическую очистку сточных вод. Иммобилизованная биозагрузка, обладая высокими коагулирующими свойствами, может также использоваться в ире-аэраторах для улучшения процессов первичного отстаивания, что в свою очередь, приводит к интенсификации последующей биологической очистки стоков.

Однако, недостатком метода биокоагуляции является невысокая прочность образующихся агломератов взвеси и биопленки. Для создания крупных и прочных хлопьев скоагулированной взвеси предлагается дополнительная обработка сточной воды, выходящей из преазратора с затопленной загрузкой, небольшими дозами синтетических высокомолекулярных флокулянтов, Такая комбинированная предварительная обработка стоков позволит существенно увеличить эффективность их первичного отстаивания и последующей биологической очистки при одновременном сокращении объемов отстойных и аэраци-онных сооружений.

Таким образом, сочетание преимуществ биологического и физико-химического методов очистки сточных вод будет способствовать решению актуальной проблемы создания высокоэффективных и экономичных компактных установок заводского изготовления.

Целью диссертации является разработка технологии интенсификации очистки хозяйственно-бытовых сточных вод в компактных установках с использованием аэробной прикрепленной биопленки и флокулянтов.

Задачи исследования: В соответствии с поставленной целью в диссертации определены следующие задачи:

— теоретическое исследование и анализ процессов очистки сточных вод с использованием прикрепленных биоценозов и флокулянтов;

- теоретическое и экспериментальное обоснование применения комбинированного способа интенсификации первичного отстаивания хозяйственно-бытовых стоков с использованием иммобилизованных биоценозов, работающих в аэробных условиях и флокулянтов;

- экспериментальное определение рациональных параметров и режимов процесса биологической очистки в аэротенках с затопленной загрузкой без свободно плавающего ила для осветленных стоков, предварительно обработанных комбинированным способом;

- разработка новой технологии очистки хозяйственно-бытовых сточных вод на компактных установках с использованием флокулянтов и затопленной загрузки с прикрепленными аэробными микроорганизмами;

- разработка рекомендаций ко проектированию устройств, входящих в предлагаемую технологическую схему очистки хозлйственно-бьгговых сточных вод на компактных установках.

Научная новизна работы состоит:

- в теоретическом и экспериментальном обосновании новой технологии очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, предварительно обработанных с использованием прикрепленных аэробных микроорганизмов и флокулянтов;

- в определении влияния технологических характеристик затопленной загрузки, режимов аэрации и дозирования флокулянтов на процессы очистки сточных вод в первичных отстойниках и ячеистых аэротенках с прикрепленными микроорганизмами, входящих в состав компактных установок;

- в получении аналитических зависимостей, адекватно описывающих процессы первичного отстаивания и биологической очистки с предварительной обработкой хозяйственно-бытовых сточных вод иммобилизованными аэробными биоценозами и флокуляитами.

Практическая значимость диссертации:

- предложена и апробирована в промышленных условиях новая технология глубокой очистки хозяйственно-бытовых сточных вод в компактных очистных установках с применением реагентов и затопленной биозагрузки;

- разработаны рекомендации к проектированию и расчету аппаратурного оформления предложенной технологической схемы.

Практическая реализация:

Новая технология очистки хозяйственно-бытовых сточных вод внедрена на компактных очистных сооружениях заводского изготовления производительностью 50 м3/сут для дома-интерната в с.Поим Белинского района Пензенской области. Годовой экономический эффект от внедрения составил более 48 тыс. рублей в ценах 2006 года.

Апробация работы и публикации.

По материалам диссертации опубликованы 10 работ. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 5 всероссийских и международных конференциях в г.г.Пензе, Самаре, Тюмени в 2002 - 200бг.г.

Методы исследований. В диссертации проводились теоретические и экспериментальные исследования, включающие работу с моделями и натурными установками, а также использовались стандартные методы математического моделирования и проведения химических анализов.

Достоверность полученных результатов оценена с помощью современных математических методов обработки экспериментов. При постановке экспериментов использованы общепринятые методики, оборудование и приборы. Экспериментальные данные, полученные иа моделях, соответствуют результатам, полученным на промышленных установках.

На защиту выносятся;

- теоретическое обоснование совместного использования методов биокоагуляции на преазраторах с затопленной листовой загрузкой и реагентной фло-куляции для интенсификации процессов первичного отстаивания и последующей биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод на компактных установках;

- результаты экспериментальных исследований преаэраторов с затопленной листовой загрузкой, процессов флокуляции сточных вод синтетическими высокомолекулярными полимерами и их первичного отстаивания, а также биологической очистки осветленных стоков, предварительно обработанных методами биокоагуляции и реагентной флокуляции, в аэротенках, работающих с прикрепленными микроорганизмами без взвешенного активного ила;

— математические зависимости, описывающие процессы снижения БПК5 при первичном отстаивании предварительно обработанных хозяйственно-бытовых сточных вод, а также при биологической очистке осветленных стоков в аэротенке с прикрепленными микроорганизмами;

- рекомендации по проектированию и расчету аппаратурного оформления предложенной технологической схемы очистки хозяйственно-бытовых сточных вод.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 156 страницах машинописного текста, включает 7 таблиц, 68 рисунков и состоит из введения, пяти глав, основных выводов, библиографического списка использованной литературы из 77 наименований и одного приложения.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы. Определены цель работы, научная новизна, практическая значимость, данные о внедрении, полученном экономическом эффекте и апробации результатов работы.

В первой главе рассмотрены схемы очистки хозяйственно-бытовых сточных с использованием компактных очистных установок, приведен аналитический обзор конструктивных особенностей существующих сооружений очистки стоков от малых объектов.

Показано, что для улучшения первичного отстаивания, влияющего на эффективность дальнейших процессов биохимического окисления органики в аэротенках, целесообразно использование метода биокоагуляции взвешенных примесей с использованием прикрепленных микроорганизмов(биопленки). С целью укрупнения образовавшихся в процессе биокоагуляции агломератов взвесей перспективным приемом является использование малых доз синтетических полимерных флокулянтов, вводимых непосредственно перед первичными отстойниками.

Достаточно глубокое изъятие органических примесей из малоконцентрированных сточных вод при биологической очистке в аэрационных сооружениях с прикрепленными микроорганизмами может быть осуществлено без использования плавающего активного ила, что значительно удешевляет и упрощает экс-

плуатацию компактных очистных сооружений, работающих в условиях высокой неравномерности поступающих стоков.

В данной главе также приведены формулировки основной цели работы и задач исследований, решаемых в настоящей диссертации.

Вторая глава посвящена анализу теоретических представлений и экспериментальных данных о процессах очистки сточных вод с использованием прикрепленных биоценозов и флокулянтов.

Наибольшую скорость флокуляции предварительно скоагулированных взвесей органического происхождения обеспечивают катионные полимеры с большой молекулярной массой. На процесс хлопьеобразования существенное влияние оказывают дисперсный состав примесей, дозы флокулянта, интенсивность, время и способ перемешивания.

Одним из методов интенсификации процессов смешения реагентов с водой является пневматическое перемешивание за счет подачи в смеситель сжатого воздуха. При пневматическом перемешивании, в отличие от гидравлического и механического, длительная аэрация воды, обработанной реагентами, не приводит к разрушению образующихся агломератов скоагулированной взвеси.

Величина градиента турбулентных пульсаций при пневматическом перемешивании может быть определена по формуле:

где расход воздуха, подаваемого компрессором, м3/с; кс—

коэффициент, учитывающий сопротивление системы; ра— атмосферное давление, Па; V— объем смесителя, м3; р и V- соответственно, плотность (кг/м3)и кинематическая вязкость (м2/с) сточной воды.

Таким образом, эффективность пневматического перемешивания определяется не только соотношением величин подачи компрессора и объема смесителя, но и общим гидравлическим сопротивлением системы, в первую очередь, глубиной воды в смесителе. Поэтому из конструктивных соображений для компактных установок могут быть рекомендованы смесители эрлифтного типа, ха-

(1)

растеризующиеся малым диаметром и относительно большой длиной перемешивания сточной воды с воздухом.

В данной главе также проведен анализ процессов очистки сточных вод в аэротенках с прикрепленной микрофлорой. Показано, что повышение эффекта первичного осветления и снятия БПК для предварительно обработанных стоков позволит сократить затраты электроэнергии и времени на глубокую биологическую очистку сточных вод, используя при этом аэротенки без взвешенного активного ила.

В третьей главе приведены результаты лабораторных исследований первичного отстаивания хозяйственно-бытовых сточных вод, предварительно обработанных методами биокоагуляции и реагентной флокуляции.

Объектом исследований являлись хозяйственно-бытовые стоки, характеризуемые следующими показателями: рН 7,2-7,4, ХПК 154-223 мг/л, БПК5 60,2101,1 мг/л, БПК20 102-170 мг/л, N11 \ 5,7-9,9 мг/л, взвешенные вещества 82,4116,2 мг/л, сухой остаток 401-467 мг/л. Для изменения показателей БПК, ХПК и взвешенных веществ в сторону уменьшения, сточные воды разбавлялись водопроводной водой.

Лабораторные исследования проводились на двух опытных установках. Лабораторная установка № 1 включала в себя приемный бак, насос, промежуточный бак постоянного дозирования стока, преаэратор с затопленной загрузкой, оборудованный распределительной системой для подачи сжатого воздуха и камеру сбора обработанного стока. Лабораторная установка № 2 состояла из смесителя, оборудованного системой для подачи и распределения сжатого воздуха, вакуум-насоса и цилиндра-отстойника. При малых значениях величины С смеситель выполнял функции камеры хлопьеобразования.

В преаэраторе использовалась затопленная загрузка из сетки ССБ, имеющая удельную площадь поверхности ^ от 10 до 25 м2/м3. Количество прикрепленной биомассы на листовой загрузке составляло 55 - 60 г/м2 по сухому веществу.

Время аэрации во всех экспериментах составляло 30 мин при расходе обрабатываемой воды 200 л/ч. Концентрации взвешенных веществ в исходной сточной воде без разбавления находились в пределах С0=88 — 98 мг/л, в разбав-

ленном стоке Сд=47 — 55 мг/л. В осветленной воде при различном времени от-стаивания(30—120 мин) определялись концентрации веществ и величины БПК5.

Анализ результатов показал, что обработка стока в преаэраторе с затопленной загрузкой позволяет получить лучший эффект очистки по взвеси и БПК5 при нервичном отстаивании по сравнению с экспериментами без затопленной загрузки. Максимальный эффект осветления сточных вод при С0 =88-98 мг/л увеличивался с 52% при /=>д = 10м2/м3 до 65 % при Гуд = 25 м2/м\ а при исходной концентрации взвеси С0 = 47 - 55 мг/л в сточной воде диапазон изменения максимального' эффекта составлял от 45% при Гуд = 10м2/м3 до 63,3% при Гуд = 25 м2/м3. Необходимо отметить, что по мере увеличения удельной поверхности листовой загрузки в преаэраторе разница между эффектами осветления разбавленного и неразбавленного исходного стока уменьшалась (7% при Гуд =10 м2/м3; 4,5% при Гуд = 15м2/м3; 2,3 % при Гуд = 20 м2/м3 и 1,7% при Гуд = 25 м2/м3). Эти данные позволяют сделать вывод об улучшении биокоагули-рующей способности затопленной загрузки при увеличении ее удельной поверхности, особенно при очистке малоконцентрированных сточных вод.

Увеличение интенсивности аэрации с 2 до 5 м3/(м2-ч) позволило улучшить эффект осветления стоков в среднем на 6 — 7% .

Небольшая разница эффектов осветления при Гуд = 20 м2/м3 и Гуд = 25 м2/м3 (не более 1,7%) позволила рекомендовать листовую загрузку с удельной площадью 20 м2/м3 для использования в преаэраторе, как более экономичную.

В экспериментах также проводились исследования кинетики осветления стоков при интенсивности аэрации ю = 8-10 м3/(м2-ч) с применением затопленной загрузки. Данные опытов показали незначительное улучшение эффекта осветления стоков по сравнению с экспериментами, проведенными при о = 5 м3/(м2 ч)(в среднем на 2 - 3% в зависимости от удельной поверхности листовой загрузки).

Как показали данные лабораторных анализов, при увеличении времени аэрации /вчр с 30 мин до 90 мин в преаэраторе с затопленной загрузкой удельной площадью Гуд = 20 м2/м3 эффект снятия БПК5 через 120 минут отстаивания уве-

личивается с 33 до почти 45 % , что свидетельствует о начале процесса биохимического окисления органических примесей.

В экспериментах по интенсификации первичного отстаивания хозяйственно-бытовых сточных вод с использованием реагентов исследовались катион-ные флокулянты ППС и К-555.

В экспериментах с использованием преаэратора без затопленной загрузки эффективность первичного отстаивания стоков в пределах 70-80 % была достигнута при дозах для флокулянта ППС от 5 до 7 мг/л, для флокулянта К-555 от 4 до 6 мг/л. Эти дозы были оценены как высокие вследствие недостаточных условий для хлопреобразования.

Для улучшения условий предварительного комплексобразования (биокоагуляции) примесей на втором этапе экспериментов использовался преаэратор с затопленной загрузкой, имеющей удельную поверхность Руд = 20 м2/м3.

Как показал анализ полученных данных, предварительная биокоагуляция сточных вод позволяет достичь эффекта осветления 65-80% при небольших дозах флокулянтов.

Для флокулянта ППС оптимальные дозы находились в диапазоне 1,0-1,5 мг/л при 0=150-180 с"1 для флокулянта К-555 в пределах 0,5-1 мг/л при значениях й 350 - 400с"1. На рис.1 представлены графики эффективности первичного отстаивания при дозе флокулянта К-555 Дф=0,5 мг/л.

Рис.1. Зависимость эффекта первичного осветления сточных вод, предварительно обработанных в преаэраторе с Руд - 20 мг/м3 от градиента турбулентных пульсаций для флокулянта К-555 {Дф~ 0,5 мг/л) при различном времени смешения: 1 - при 1Ы =30 с; 2

- при 1СМ 60с;--для

С0 =95-98 мг/л;--для

С0 =48 -52 мг/л

0 100 200 300 400 500 С, С"'

и

Увеличение дозы флокулянта К-555 до 1 мг/л дало улучшение эффективности отстаивания до 81 %.

Как показали эксперименты, использование флокулянта ППС в дозах 1 — 1,5 мг/л и флокулянта К-555 в дозах 0,5 - 1 мг/л для сточных вод, прошедших биокоагуляцию в преаэраторе при =30 мин, ы = 5м3/(м2-ч) и Fyd = 20 м2/м3 обеспечивало условия для протекания интенсивной гравитационной коагуляции взвеси в процессе первичного отстаивания, что, в свою очередь, позволило уменьшить расчетное время осветления в натурных первичных отстойниках.

На рис. 2 представлены графики корреляции между эффектами осветления и снятия БПК5 для сточных вод, обработанных флокулянтами ППС и К-555

Рис.2. Зависимость между эффектами осветления Э, и снятия БПК5 для сточных вод (Сс-90-98 мг/л) после бнокоагуляции и обработки флокулянтом К-555: 1 - при Дф - 0,5 мг/л; 2 - то же при Дф=1 мг/л; 3 - для флокулянта ППС при Дф-1 мг/л

50 55 60 65 70 Э„ ,%

Лучший эффект снятия БПК5 для флокулянта К-555 (до 53 %) при Э„~15% может быть объяснен его большей молекулярной массой по сравнению с полимером ППС, обеспечивающей высокую способность извлечения из стоков коллоидных органических загрязнений.

В соответствии с данными экспериментов, эффективность снятия БПК$ в осветленных стоках, предварительно обработанных аэрацией в течение 30 мин на преаэраторе с прикрепленной загрузкой (= 20 м2/м3) с последующим введением флокулянта К-555 весьма корректно описывается уравнением вида

в дозах соответственно 1 и 0,5 — 1 мг/л.

Эбпк=А'Э.-В (2)

где ЭБПК и Э, - соответственно эффекты снятия БПК5 й взвешенных веществ при заданном времени отстаивания; ЛиВ-коэффициенты;

А = 0,1Ъ + 0МДФ (3)

В = 8,0 + 4,8 Дф (4)

Дф - доза флокулянта К-555 (принимается в пределах от 0,5 до 1,0 мг/л). В четвертой главе показаны результаты лабораторных исследований биологической очистки сточных вод, прошедших биокоагуляцию, реагентную обработку и первичное отстаивание.

Эффективность биологической очистки определялась при различных величинах удельной поверхности затопленной загрузки в аэротенке, которые выбирались равными 10,15 и 20 м2/м3.

Анализ результатов экспериментов показал, что при биохимической очистке осветленного стока, предварительно обработанного с комплексным использованием методов биокоагуляции и реагентной флокуляции, в аэротенке с затопленной загрузкой удельной площадью 20 м2/м3 без взвешенного активного ила после восьмичасовой аэрации достигается снижение БПК5 до величины 3 мг/л, что позволяет существенно уменьшить затраты на доочистку стоков перед

Рис.3. Графики изменения БПК$ в процессе биологической очистки: 1,2,3 - для осветленного стока, предварительно обработанного в преаэраторе с последующей реагентной флокуляцией при удельной поверхности загрузки Гуд в аэротенке соответственно 10,15 и 20 м2/м3

сбросом в водоем (рис.3).

О 2 4 б и,ч

Анализ зависимостей, полученных при исследованиях кинетики процесса биологической очистки показал, что изменение концентрации БПК5 осветленных сточных вод в аэротенке с затопленной загрузкой без взвешенного активного ила весьма корректно описывается уравнением:

где ¿0 и I, - соответственно БПК5 осветленных сточных вод (мг/л) в начальный момент биологической очистки и через некоторый промежуток времени,^ < 8 ч)',К0— константа скорости биохимического окисления органических загрязнений прикрепленными микроорганизмами затопленной загрузки аэро-тенка, ч"1.

Обработка опытных данных позволила получить следующую математическую зависимость для константы скорости биохимического окисления:

К0 =0,0068(6) где - удельная площадь затопленной загрузки аэротенка, м2/м3;

и - показатель степени (я=1,8) Глубокое удаление органических и минеральных примесей на стадии первичного осветления позволяет интенсифицировать процесс нитрификации очищаемого стока в аэротенке с затопленной загрузкой и снизить концентрации ионов зммонийного азота в биологически очищенной сточной воде до 0,5 -0,7мг/л.

Построены диаграммы значений окислительной мощности аэротенка, работающего при различных нагрузках по БПК$ исходного осветленного стока и величинах удельной площади затопленной загрузки от 10 до 20 м2/м3. Представленные диаграммы могут быть использованы для расчетов аэротенков, работающих с затопленной загрузкой без использования взвешенного активного ила при очистке малоконцеитрированных хозяйственно-бытовых стоков.

В пятой главе даны результаты производственных испытаний компактной установки «Биофлок-50», в которой были реализованы принципы очистки сточных вод с использованием прикрепленных микроорганизмов и флокулян-тов. Испытания проводились на очистных сооружениях Поимского дома-интерната Белинского района Пензенской области.

Установка «Биофлок-50» производительностью 50 м3/сут для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод (рис.4) включала в себя песколовку, преаэра-тор с затопленной загрузкой, первичный отстойник с камерой хлопьеобразова-ния, аэротенк с прикрепленной биомассой, вторичный отстойник, двухсекционный фильтр доочистки, резервуар для сбора промывной воды фильтра, аэробный стабилизатор, компрессорное оборудование и реагентное хозяйство.

В процессе производственных испытаний оценивалось качество очистки сточных вод после установки «Биофлок-50» по сравнению с установкой КУ-50, представляющей собой аэротенк продленной аэрации, совмещенный со вторичным отстойником.

Результаты, полученные при работе установок «Биофлок-50» и КУ - 50 на очистных сооружениях канализации (ОСК) Поимского дома-интерната, показаны в таблице 1.

Таблица 1

Результаты испытаний компактных очистных установок заводского изготовления на ОСК Поимского дома-интерната.

Показатели сточных вод Концентрация загрязнений в сточных водах, поступающих на биологическую очистку, мг/л Концентрация загрязнений в очищенных сточных водах, мг/л

Установка Ку-50 Установка «Биофлок~50» (после биореакторов) Установка «Биофлок-50» (после фильтра доочистки)

1 2 3 4 5

Взвешенные вещества 102 28 5,8 2,2

ХПК 208 42 19,3 10,2

бпк5 90 18 3,2 1,4

М// 7,3 2,1 0,55 0,52

ио2~ - 0,77 0,33 0,3

М?/ - 1,4 2,2 2,1

Фосфаты 2,4 2,0 1,3 0,2

2 3

"1 *

1Ж<кииеиней оо сломим

V/г—^ ?? '

с Щ П—1,1 ¡-в-

Щр/}

С8 » '—1--ОС

"йсГ

ПР

И !

Оъхжоьчая от,очна* ' йода

од осодха из ЭР*сяойии**й, опорсшм^ыие сооружений

Условные обозначения трубопроводов

-ос----—Воздухопровод — ---X-----Хнрюл беда

---П--ПескспрсбоЗ — ¡^------РостЬор коагулммпй

—,пр—с —вп—27:1::^

1 соорумисй

--ф- РаспЛор

Экспликация сооружений и оборудо&ания

Л» Наименование Кол-бо

1 Пясяолобха 1

г Аэробный биофяокувчпер 1

3 ПярНичний оасиайыж 1

и Ьиоряакяор 1

5 Вторичьый оягюейиик 1

6 Фчтпр йоочжтш 2-х скиютнм 1

7 Ремр1уор г.рсмьЯнод 6 ад и фильтров 1

в РчерЬуар сбора и ¡ряоаняния огейга 1

9 Эрлифянае уаг-ооист&о 6ая сн&миья с флегулвитн 1

10 Блоки китсЛ 1 Пиегагругхой 12

» Квппрксоры шеаыргмчаяив М\&8т 211ра)

12 Иоссс возврате промыбноц биды фш!ьярс& N - ¿,2*3^ 2{\ряг)

13 Иасо:-йозптэр гипохлориЗа натрия 1

и Ьогос-доккор м«ммя купороса 1

15 Ра '.«¡¡армия йаки гипоялорияа натрия 1

16 РшяЯории* Лиги вямгюге купороса /'

17 Рйсеборний ¡ая фяыу/тт | 1

19 Нс.см-догаяор фтулянто | 1

17 | Темжка Зля ЬиЪма пес/га

Рис. 4. Технологическая схема очистки сточных вод ка установке "Биофлок-50"

Как показал анализ полученных данных, по всем основным показателям очистка сточных вод после аэротенков на установке «Биофлок-50» осуществлялась глубже, чем на установке КУ-50, а именно : по взвешенным веществам - в 4,8 раза, по ХПК ~ в 2,17 раза, по БПК5 - в 5,6 раза, по ионам ЫН*4 - 3,8 раза, по ионам МО~2 - в 2,3 раза, по фосфатам - в 1,5 раза. Вследствие более интенсивного процесса нитрификации концентрация нитратов в очищенной воде после аэротенков установки «Биофлок-50» была в 1,57 раза выше, чем после установки КУ-50.

Показатели сточной воды после глубокой доочистки на фильтре с плавающей загрузкой, входящем в состав установки «Биофлок-50» по концентрациям БПК, взвеси, нитратов и фосфатов удовлетворяли требованиям к очищенным стокам, сбрасываемым в водоемы рыбохозяйственного назначения.

Годовой экономический эффект от внедрения установки «Биофлок-50» на канализационных очистных сооружениях Поимского дома-интерната составил более 48 тысяч рублей (в ценах 2006 г.).

В пятой главе также приведены рекомендации к проектированию и расчету устройств, входящих в состав предлагаемой технологической схемы очистки хозяйственно-бытовых сточных вод.

Основные выводы

1. Теоретические и эксперементальные исследования показали, что повышение эффективности первичного отстаивания сточных вод, позволяющее улучшить условия для их биохимической очистки в азротенках, может бьггь достигнуто при небольших эксплутационных затратах за счет предварительной обработки исходных стоков в преаэраторах с прикрепленной микрофлорой и последующей реагентной флокуляции катионными полимерами с высокой молекулярной массой.

2. Добавление катионных флокулянтов к исходному стоку после его обработки в преаэраторе с затопленной загрузкой из сетки ССБ (удельная площадь загрузки = 20 м2/м\ интенсивность аэрации со- 5 м3/(м2-ч), время аэрации =30 мин) позволяет получить эффект первичного осветления Э, - 73 - 77 % для доз полимера ППС 1-1,5 мг/л и Э, = 79-81% для доз полимера

К-555 0,5 — I мг/л. Оптимальные значения градиентов скоростей G в смесителе для флокулянта ППС находятся в пределах 150 -180 с"1 при времени смешения 1см =30 с, для флокулянта К-555 в пределах 350 - 400 с"1 при tCM =60 с с последующим перемешиванием стока в камере хлопьеобразованияем при tia - 20 мин и Gm - 50 с"1.

Наиболее высокий эффект снятия БПК5 (ЭБгас до 53 %) обеспечивается при использовании катионкого полимера К-555, обладающего большей молекулярной массой(5-10б и выше) и прочнее связывающего в агломераты органические коллоидные частицы.

3. Эффективная очистка осветленного стока, предварительно прошедшего стадии биокоагуляции в преаэрагоре с затопленной загрузкой, реагентной фло-куляции и первичного отстаивания, может быть осуществлена в аэротснках с затопленной загрузкой из сетки ССБ( F^ = 20 м2/м3) без взвешенного активного ила. При восьмичасовой аэрации в ячеистом аэрстенке с затопленной загрузкой достигается снижение БПК5 до величины 3 мг/л, а концентрации ионов аммонийного азота — до 0,5 - 0,7 мг/л при удельных затратах электроэнергии на аэрацию не более 2 кВт-ч/(м3-сут'1).

4. Получены математические зависимости, адекватно описывающие процессы снижения БПК5 при первичном отстаивании хозяйственно-бытовых сточных вод, предварительно обработанных методами биокоагуляции и реагентной флокуляции, а также при биологической очистке осветленных стоков в аэротснках с затопленной листовой загрузкой, работающих без взвешенного активного ила.

5. Предложена новая технология очистки хозяйственно-бытовых сточных вод малых объектов, использующая предварительную биокоагуляцию стоков в преаэраторе с затопленной загрузкой, реагентное флокулнрование, первичное отстаивание, последующую биологическую очистку осветленных стоков в ячеистом аэротенке с прикрепленной микрофлорой без взвешенного активного ила и доочистку на скорых фильтрах, реализованная в компактной установке заводского изготовления «Биофлок-50».

6. Производственные испытания компактной установки «Биофлок-50», проведенные на очистных сооружениях Поимского дома-интерната Белинского

района Пензенской области показали, что по сравнению с установкой продленной аэрации глубина очистки сточных вод увеличивается: по взвешенным веществам - в 4,8 раза; по ХПК - в 2,17 раза, по БПК5 в 2,6 раза; по ионам N11 < -з 3,8 раза, по ионам ИО~г- в 2,3 раза, по фосфатам - в 1,57 раза(без блока до-очистки), при этом потребляемое количество электроэнергии на аэрацию стоков снижается в 1,5 раза.

Подтвержденный годовой экономический эффект от внедрения предложенной технологии очистки хозяйственно-бытовых сточных вод на данном объекте составил более 48 тыс. рублей (в ценах 2006 года).

7. Разработаны рекомендации по расчету и проектированию устройств, входящих в технологическую схему очистки хозяйственно-бытовых сточных вод .малых объектов, с использованием методов биокоагуляции и реагектной флокуляции.

Основные положения и результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях*:

1. Титов Е.А. Пути повышения эффективности работы компактных установок заводского изготовления / Грунюшкина Л.А., Ерин В.В.//В кн.: Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России. Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции. МНИЦ, Пенза, 2003 г.

2. Титов Е.А. Новая конструкция компактной установки заводского изготовления для очистки сточных вод небольших населенных пунктов/ Андреев С.Ю., Гришин Б.М., Савицкий Е.А.//Информационный бюллетень «Строй-инфо». Самара: ИСНЦ РАН, 2004 г.

3. Титов Е.А. Биокоагуляционная обработка сточных вод в вихревых гидродинамических устройствах как способ интенсификации работы компактных очистных сооружений/ Андреев С.Ю., Гришин Б.М., Бикукова М.В., Ерин В.В.//В кн.: Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах. Сб. материалов V Международной научно-практической конференции. Пенз.ГУАС, Пенза, 2004 г.

* Примечание. Жирным шрифтом выделены работы в изданиях, рекомендованных ВАК.

4. Титов Е.А.Использование установок заводского изготовления конструкции Пензенского ГУ АС для очистки сточных вод малых населенных пунктов Пензенской области/ Андреев С.Ю., Петров Д.В.//В кн.: Актуальные проблемы современного строительства. Тезисы докладов международной научно-технической конференции. Часть 2.-Пекз. ГУАС, Пенза, 2005 г.

5. Титов Е.А. Новая технология биологической очистки сточных вод небольших населенных пунктов для компактных установок заводского изготовления/ Андреев С.Ю., Гришин Б.М., Петров Д.В.// В кн.: Экология и безопасность жизнедеятельности. Сб. материалов V Международной научно-практической конференции.-МНИЦ ПГСХА, Пенза, 2005 г.

6. Титов Е.А. Повышение эффективности первичного отстаивания как метод интенсификации работы очистных сооружений/ Гришин Б.М., Андреев С.Ю., Николаев В.В.//В кн.: Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах. Сб. статей VII Международной научно-практической конференции. ПДЗ, Пенза, 2006 г.

7. Титов Е.А. Предварительная биокоагуляционная обработка хозяйственно-бытовых сточных вод в реакторе с плоскостной загрузкой/ Гришин Б.М., Андреев С.Ю., Кусакина С.А., Хазов С.Н.// В кн.: Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах. Сб. статей VII Международной научно-практической конференции. ПДЗ, Пенза, 2006 г.

8. Титов Е.А. Совместное использование биологических и физико-химических методов очистки хозяйственно-бытовых сточных вод па компактных установках // В кн.: Окружающая среда и здоровье. Сб. статей III Всероссийской научно-практической конференции. МНИЦ, Пенза, 2006 г.

9. Титов Е.А. Новые технологические решения при проектировании компактных установок для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод// Гришин Б.М., Андреев С.Ю., Максимова С.В.//В кн.: Проблемы строительства, экологии и энергосбережения в условиях Западной Сибири. Сб.материалов Всероссийской научно-практической конференции. Тюм.ГАСУ, Тюмень, 2006 г.

10. Титов Е.Л. Интенсификация процесса массообмена в аэрационных сооружениях биологической очистки сточных вод как фактор, влияющий на улучшение работы вторичных отстойников/ Гришин Б.М., Андреев С.Ю., Максимова С.В., Николаев В.ВЛ «Известия высших учебных заведений. Строительство», Новосибирск, 2006 г., № 11.

Интенсификация очистки хозяйственно-бытовых сточных вод на компактных установках с использованием прикрепленных биоценозов и флокулянтов

Титов Евгений Александрович

05.23.04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

Автореферат

Подписано к печати_Формат 60x84 1/16_

Бумага офсетная №2. Печать офсетная. Объем 1 усл. печ. л. Тираж экз. Заказ № Бесплатно.

Издательство Пензенского государственного университета архитектуры и строительства Отпечатано в цехе оперативной полиграфии ПГУАС 44028, г.Пенза, ул.Г.Тиггова,28

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Титов, Евгений Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОМПАКТНЫХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ И СПОСОБОВ

ИНТЕНСИФИКАЦИИ ИХ РАБОТЫ.

1.1 Схемы очистки хозяйственно- бытовых сточных вод с использованием компактных очистных установок.

1.2 Современные конструкции компактных очистных сооружений, анализ их работы.

1.3.Способы интенсификации работы компактных установок.

Выводы.

Цель и задачи исследований.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ О ПРОЦЕССАХ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИКРЕПЛЕННЫХ БИОЦЕНОЗОВ И ФЛОКУЛЯНТОВ.

2.1 Анализ дисперсного состава хозяйственно-бытовых сточных вод, его влияние на скорость биохимической очистки воды.

2.2 Обоснование использования преаэраторов с прикрепленной загрузкой для интенсификации работы первичных отстойников.

2.3 Физико-химические основы процессов флокуляции.

2.4 Закономерности процесса первичного осветления сточных вод.

2.5 Анализ процессов очистки сточных вод в аэротенках с прикрепленной микрофлорой.

Выводы.

3 ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРВИЧНОГО ОТСТАИВАНИЯ ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД, ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ОБРАБОТАННЫХ МЕТОДАМИ БИОКОАГУЛЯЦИИИ И РЕАГЕНТНОЙ ФЛОКУЛЯЦИИ.

3.1 Объект исследований, программа и методика проведения лабораторных испытаний.

3.1.1. Объект исследований.

3.1.2 Описание установок для проведения лабораторных исследований.

3.1.3 Программа и методика лабораторных исследований.

3.1.4 Методика проведения химических анализов.

3.2 Результаты экспериментальных исследований первичного отстаивания сточных вод, предварительно обработанных аэрацией и биокоагуляцией.

3.3 Исследование влияния доз флокулянтов и параметров перемешивания на эффективность первичного отстаивания сточных вод.

3.4. Оценка достоверности полученных экспериментальных данных. Разработка математической зависимости эффекта снятия БПК5 от эффективности взвешенных веществ из сточных вод после их предварительной обработки методами биокоагуляции и реагентной флокуляции. Ю

Выводы.

4 ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, ПРОШЕДШИХ БИОКОАГУЛЯЦИЮ, РЕАГЕНТНУЮ ОБРАБОТКУ И ПЕРВИЧНОЕ ОТСТАИВАНИЕ.

4.1 Описание установки, программа и методики проведения исследовании.

4.1.1 Описание лабораторной установки.

4.1.2 Программа и методика лабораторных исследований.

4.1.3 Методика проведения химических анализов.

4.2 Результаты экспериментальных исследований биологической очистки осветленных стоков на модели аэротенка с прикрепленной загрузкой.

4.3 Оценка достоверности полученных экспериментальных данных. Разработка математической модели процесса удаления органических примесей в процессе биологической очистки сточных вод.

Выводы.

5 ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ КОМПАКТНОЙ УСТАНОВКИ ОЧИСТКИ ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИКРЕПЛЕННЫХ БИОЦЕНОЗОВ

И ФЛОКУЛЯНТОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДЛАГАЕМОЙ ТЕХНОЛОГИИ, РЕКОМЕНДАЦИИ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ И МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОМПАКТНОЙ УСТАНОВКИ.

5.1 Производственные испытания установки «Биофлок-50».

5.2 Определение экономической эффективности технологии очистки хозяйственно-бытовых сточных вод с использованием прикрепленных микроорганизмов и флокулянтов. ^

5.3 Рекомендации к проектированию и методика расчета основных элементов компактной установки.

5.3.1 Преаэратор с затопленной загрузкой.

5.3.2. Смеситель и камера хлопьеобразования.

5.3.3 Вертикальный первичный отстойник.

5.3.4 Аэротенк с прикрепленными биоценозами.

5.3.5 Вторичный отстойник.

5.3.6 Фильтры доочистки.

ВЫВОДЫ.

Введение 2006 год, диссертация по строительству, Титов, Евгений Александрович

Во многих случаях к качеству очистки сточных вод малых населенных пунктов или отдельных объектов (санаториев, пансионатов, пионерских лагерей) предъявляются высокие требования, так как очищенные стоки сбрасываются в небольшие речки, ручьи или непроточные водоемы.

Очистка сточных вод в локальных системах канализации осуществляется, как правило, на компактных установках (сооружениях). Компактные очистные установки должны отвечать следующим основным требованиям:

- простота эксплуатации, позволяющая осуществлять повседневное обслуживание сооружения с помощью минимального количества штатного персонала;

- высокая надежность работы, обеспечиваемая в первую очередь выбором технологической схемы очистки;

- простота конструкции установки, позволяющая применять заводское изготовление и монтаж всех ее основных узлов с минимальным объемом строительных работ;

- невысокая стоимость изготовления, монтажа и эксплуатации очистной установки.

В настоящее время значительное внимание научно-исследовательских организаций уделяется усовершенствованию технологии биологической очистки и разработкам новых компактных установок, отвечающих современным требованиям экологической безопасности.

Одним из наиболее перспективных направлений совершенствования биологической очистки сточных вод является использование двух или трех ступеней биотенков с затопленной загрузкой. Большая удельная поверхность элементов затопленной загрузки с биопленкой обеспечивает высокую эффективность процессов окисления органических веществ и аммонийного азота, находящихся в сточных водах. Особый интерес в условиях высокой неравномерности сточных вод и малых концентраций органических примесей представляет использование аэротенков с прикрепленными микроорганизмами без свободно плавающего активного ила.

Как показал опыт эксплуатации компактных очистных установок, прикрепленная биомасса может успешно работать не только в аэротенках, осуществляя биологическую очистку сточных вод. Иммобилизованная биозагрузка, обладая высокими коагулирующими свойствами, также используется для улучшения процессов первичного отстаивания. Однако, чаще всего в таких случаях процессы биокоагуляции и первичного отстаивания происходят в анаэробных условиях, которые ухудшают эффективность задержания взвешенных веществ, что в свою очередь, влияет на качество последующей биологической очистки в аэротенках. Биокоагуляция взвеси свободно плавающим активным илом в аэробных условиях получила распространение только на крупных городских очистных сооружениях и, кроме того, имеет ряд недостатков в связи с невысокой прочностью образующихся агломератов.

Предварительная обработка сточных вод в реакторах с прикрепленной биопленкой, проходящая в аэробных условиях достаточно длительное время, может обеспечить не только эффективную биокоагуляцию загрязнений, но также и осуществить снижение БПК за счет окисления органических примесей. Указанные процессы позволяют улучшить качество первичного отстаивания и биологической очистки сточных вод в аэротенках, не увеличивая общих эксплуатационных затрат на очистку.

К недостаткам сооружений биологической очистки относятся их большие строительные объемы и высокий уровень потребления электроэнергии на аэрацию. Значительно сократить эксплуатационные затраты для таких сооружений позволит использование преимуществ физико-химических методов обработки сточных вод на этапах их первичного отстаивания и доочистки. Так, например, использование небольших доз синтетических высокомолекулярных флокулян-тов существенно ускоряет процесс осаждения в первичном отстойнике взвешенных веществ, предварительно скоагулированных биопленкой в аэробном реакторе.

Таким образом, сочетание преимуществ биологического и физико-химического методов очистки сточных вод будет способствовать решению актуальной проблемы создания высокоэффективных и экономических компактных установок заводского изготовления.

Данная диссертационная работа выполнялась в рамках «Программы социально-экономического развития Пензенской области на 2002-20 Юг.г.», в которой значительное внимание уделено совершенствованию экономичности систем водоотведения малых населенных пунктов и объектов социально-культурного назначения.

Целью диссертации является разработка технологии интенсификации очистки хозяйственно-бытовых сточных вод в компактных установках с использованием аэробной прикрепленной биопленки и флокулянтов.

Задачи исследования: В соответствии с поставленной целью в диссертации определены следующие задачи:

- теоретическое исследование и анализ процессов очистки сточных вод с использованием прикрепленных биоценозов и флокулянтов;

- теоретическое и экспериментальное обоснование применения комбинированного способа интенсификации первичного отстаивания хозяйственно-бытовых стоков с использованием иммобилизованных биоценозов, работающих в аэробных условиях и флокулянтов;

- экспериментальное определение рациональных параметров и режимов процесса биологической очистки в аэротенках с затопленной загрузкой без свободно плавающего ила для осветленных стоков, предварительно обработанных комбинированным способом;

- разработка новой технологии очистки хозяйственно-бытовых сточных вод на компактных установках с использованием флокулянтов и затопленной загрузки прикрепленными аэробными микроорганизмами;

- разработка рекомендаций по проектированию устройств, входящих в предлагаемую технологическую схему очистки хозяйственно-бытовых сточных вод на компактных установках.

Научная новизна работы состоит:

- в теоретическом и экспериментальном обосновании новой технологии очистки хозяйственно-бытовых сточных вод с использованием прикрепленных аэробных микроорганизмов и флокулянтов;

- в определении влияния технологических характеристик затопленной загрузки, режимов аэрации и дозирования флокулянтов на процессы очистки сточных вод в первичных отстойниках и ячеистых аэротенках, входящих в состав компактных установок;

- в получении аналитических зависимостей, адекватно описывающих процессы первичного отстаивания и биологической очистки с предварительной обработкой хозяйственно-бытовых сточных вод иммобилизованными аэробными биоценозами и флокулянтами.

Практическая значимость диссертации:

- предложена и апробирована в промышленных условиях новая технология глубокой очистки хозяйственно-бытовых сточных вод в компактных очистных установках с применением реагентов и затопленной биозагрузки;

- разработаны рекомендации к проектированию и расчету аппаратурного оформления предложенной технологической схемы.

Практическая реализация:

Новая технология очистки хозяйственно-бытовых сточных вод внедрена на компактных очистных сооружениях заводского изготовления производительностью 50 м3/сут для дома-интерната в с.Поим Белинского района Пензенской области. Годовой экономический эффект от внедрения составил более 48 тыс. рублей в ценах 2006 года.

Апробация работы и публикации.

По материалам диссертации опубликованы 10 работ. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 5 всероссийских и международных конференциях в г.г.Пензе, Самаре, Тюмени в 2002 - 2006г.г.

Заключение диссертация на тему "Интенсификация очистки хозяйственно-бытовых сточных вод на компактных установках с использованием прикрепленных биоценозов и флокулянтов"

ВЫВОДЫ:

1. Теоретические и эксперементальиые исследования показали, что повышение эффективности первичного отстаивания сточных вод, позволяющее улучшить условия для их биохимической очистки в аэротенках, может быть достигнуто при небольших эксплутационных затратах за счет предварительной обработки исходных стоков в преаэраторах с прикрепленной микрофлорой и последующей реагентной флокуляции катионными полимерами с высокой молекулярной массой.

2. Добавление катионных флокулянтов к исходному стоку после его обработки в преаэраторе с затопленной загрузкой из сетки ССБ (удельная площадь загрузки Fyd =20м /м , интенсивность аэрации<у = 5м /(м -ч), время аэрации ^ =30 мин) позволяет получить эффект первичного осветления Эв = 73 - 77 % для доз полимера ППС 1 - 1,5 мг/л и Э„ = 79 - 81 % для доз полимера К-555 0,5 - 1 мг/л. Оптимальные значения градиентов скоростей G в смесителе для флокулянта ППС находятся в пределах 150 -180 с"1 при времени смешения tCM =30с, для флокулянта К-555 в пределах 350 - 400 с'1 при tCv =60 с с последующим перемешиванием стока в камере хлопьеобразованияем при t^ =20 мин и GKX =50 с"1.

Наиболее высокий эффект снятия БПК5 (Эбпк до 53 %) обеспечивается при использовании катионного полимера К-555, обладающего большей молекулярной массой(5-106 и выше) и прочнее связывающего в агломераты органические коллоидные частицы.

3. Эффективная очистка осветленного стока, предварительно прошедшего стадии биокоагуляции в преаэраторе с затопленной загрузкой, реагентной флокуляции и первичного отстаивания, может быть осуществлена в аэротенках с

О 1 затопленной загрузкой из сетки CCB(Fyi) =20м /м ) без взвешенного активного ила. При восьмичасовой аэрации в ячеистом аэротенке с затопленной загрузкой достигается снижение БПК5 до величины 3 мг/л, а концентрации ионов аммонийного азота - до 0,5 - 0,7 мг/л при удельных затратах электроэнергии на аэрацию не более 2 кВт-ч/(м -сут").

4. Получены математические зависимости, адекватно описывающие процессы снижения БПК5 при первичном отстаивании хозяйственно-бытовых сточных вод, предварительно обработанных методами биокоагуляции и реагентной флокуляции, а также при биологической очистке осветленных стоков в аэротенках с затопленной листовой загрузкой, работающих без взвешенного активного ила.

5. Предложена новая технология очистки хозяйственно-бытовых сточных вод малых объектов, использующая предварительную биокоагуляцию стоков в преаэраторе с затопленной загрузкой, реагентное флокулирование, первичное отстаивание, последующую биологическую очистку осветленных стоков в ячеистом аэротенке с прикрепленной микрофлорой без взвешенного активного ила и доочистку на скорых фильтрах, реализованная в компактной установке заводского изготовления «Биофлок-50».

6. Производственные испытания компактной установки «Биофлок-50», проведенные на очистных сооружениях Поимского дома-интерната Белинского района Пензенской области показали, что по сравнению с установкой продленной аэрации глубина очистки сточных вод увеличивается: по взвешенным веществам - в 4,8 раза; по ХПК - в 2,17 раза, по БПК5 в 2,6 раза; по ионам NH\ -в 3,8 раза, по ионам NO~2 - в 2,3 раза, по фосфатам - в 1,57 раза(без блока до-очистки), при этом потребляемое количество электроэнергии на аэрацию стоков снижается в 1,5 раза.

Подтвержденный годовой экономический эффект от внедрения предложенной технологии очистки хозяйственно-бытовых сточных вод на данном объекте составил более 48 тыс. рублей (в ценах 2006 года).

7. Разработаны рекомендации по расчету и проектированию устройств, входящих в технологическую схему очистки хозяйственно-бытовых сточных вод малых объектов, с использованием методов биокоагуляции и реагентной флокуляции.

Библиография Титов, Евгений Александрович, диссертация по теме Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

1. Алекберов В.В., Лебеда Л.В., Яременко Л.В. Очистка сточных вод от аммонийного азота с применением цеолита. Экспресс-информация /ЦНТИ МЖКХ РСФСР.-М.: 1986. Вып. 3.№14.

2. Андреев С.Ю., Гришин Б.М., Титов Е.А., Савицкий Е.А. Новая конструкция компактной установки заводского изготовления для очистки сточных вод небольших населенных пунктов. Информационный бюллетень «Стройинфо». Самара: АНО САЦ РАН. 2004, №1-2.

3. Апельцина Е.И., Вейцер Ю.И., Рыбакова Л.П. Повышение эффективности процесса смешения реагентов с водой. Научные труды АКХ, т. 177.М.: ОНТИ АКХ,1980.

4. Афанасьева А.Ф., Иванов А.П., Ловцов А.Е. Очистка хозяйственно-бытовых сточных вод на компактных установках. Водоснабжение и санитарная техника. 2003 .№11.

5. Баранова А.Г. ,Таубе П.Р. Практикум по химии воды. Пенза: ПГАСА,1997.

6. Вейцер Ю.И., Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод. М.: Стройиздат, 1984.

7. Вейцер Ю.И., Колобова З.А. Осаждение коагулирующих суспензий. -Научные труды АКХ,т. 1 .М.: ОНТИ АКХ, 1960.

8. Вейцер Ю.И., Луценко Г.Н., Цветкова А.И. Оптимальные условия образования хлопьев при коагулировании сточных вод. Водоснабжение и санитарная техника, 1975, №9.

9. Ю.Гоголи Т.А. Преаэрация сточных вод для интенсификации их осветления. Автореф. дис.канд.техн.наук. М.,МИСИ,1985.11 .Голубовская Э.К. и др. Исследование качественного состояния активного ила и биопленки в биотенке. Научные труды/ ЛИСИ, 1971.

10. П.Ершов А.В., Яременко JI.B., Лыхо A.M. и др. Физико-химическая очистка сточных вод в блочно-модульных сооружениях. Водоснабжение и санитарная техника. 1994.№5.

11. Казарян В.А., Терентьева Н.А., Чекалова С.Н.Станции глубокой очистки сточных вод «Нептун». Водоснабжение и санитарная техника. 2002.№2.

12. Калицун В.И., Николаев В.Н., Александров А.А. О применении пре-аэрации сточных вод с добавлением активного ила. Канализация и очистка сточных вод. М., МИСИ, 1977,№143.

13. Калицун В.И., Николаев В.Н., Гоголи Т.А. Преаэрация сточных вод с активным илом. Водоснабжение и санитарная техника. 1984.№12.

14. Калицун В.И., Николаев В.Н., Гоголи Т.А., Ивашошин Г.И. Опыт эксплуатации радиального отстойника со встроенным преаэратором. Водоснабжение и санитарная техника. 1986.№6.

15. Калицун В.И., Николаев В.Н., Пугачев Е.А., Гоголи Т.А. Исследования преаэрации сточных вод с активным илом. Экспресс-информация ВНИИИС, 1984,сер.9,вып.6.

16. Калицун В.И., Николаев В.Н., Гоголи Т.А. О конструировании встроенных преаэраторов. Экспресс-информация ВНИИИС, 1984,сер.9,вып.7.

17. Калицун В.И., Ласков Ю.М. Лабораторный практикум по водоотведе-нию и очистке сточных вод. М. Стройиздат, 1995.

18. Канализация населенных мест и промышленных предпри-ятии.(Справочник проектировщика). Под редакцией Самохина В.Н. Изд. 2-е. -М.: Стройиздат, 1981.-639с.

19. Кетаов А.Б., Майзельс П.Б., Рубчак И.Ю. Комплексное инжененрное оборудование сельских населенных пунктов. М.: Стройиздат, 1982. - 264с.

20. Кигель М.Е. и др. Биохимическая очистка сточных вод методом фиксации активного ила. Строительство и архитектура: Экспресс-информация/В НИИС Госстроя ССР. М., 1987 (сер.9 Инженерное обеспечение объектов строительства).

21. Куликов Н.И. , Зотов Н.И. Малогабаритные канализационные очистные установки для села. Водоснабжение и санитарная техника. 1997.№6.

22. Ласков Ю.М., Воронов Ю.В., Калицун В.И. Примеры расчетов канализационных сооружений. М. Стройиздат, 1987.

23. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. -М.: Физмат,1959.

24. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М.: Химия,1984.

25. ЗГЛуценко Г.Н., Цветкова А.И., Свердлов И.Ш. Физико -химическая очистка городских сточных вод. М.: Стройиздат, 1984. - 88с.

26. Мельдер Х.А., Пааль Л.Л. Малогабаритные канализационные очистные установки. -М.: Стройиздат, 1987. 136с.

27. Мишуков Б.Г. Перспективные схемы биологической очистки сточных вод от азота и фосфора. -Вода и экология. Проблемы и решения. 1999.№1.

28. Морозова К.М., Стоник Я.З. Комплектные сооружения для глубокой очистки сточных вод. Водоснабжение и санитарная техника. 1993.№1.

29. Мочалов И.П., Родзиллер И.Д., Жук Е.Г. Очистка и обеззараживание сточных вод малых населенных мест (в условиях Крайнего Севера). Л. : Стройиздат, ЛО, 1991. - 160 с.

30. Мочалов И.П. Применение физико-химических методов очистки сточных вод малых населенных мест Сибири. Водоснабжение и санитарная техника. 2004.№10.

31. Мясников И.Н., Буцева Л.Н., Гандурина Л.В. и др. Исследование процессов смешения и хлопьеобразования при очистке сточных вод с применениемкатионных флокулянтов. Труды ВНИИ ВОДГЕО. Методы физико-химической очистки промышленных сточных вод. - М.,1981.

32. Навикайте Д.П. Интенсификация биологического метода очистки сточных вод с прикрепленными микроорганизмами. Дис.канд.техн. наук. М.:ВНИИ ВОДГЕО, 1985.

33. Найдепко В.В., Кулакова А.П., Шеренков И.А. Оптимизация процессов очистки природных и сточных вод. М.: Стройиздат, 1984.

34. Небера В.П. Флокуляция минеральных суспензий. Недра, 1983.

35. Непаридзе Р.Ш. Станция заводского изготовления «Ручей»для глубокой очистки сточных вод. -Водоснабжение и санитарная техника. 1998.№7.

36. Новиков Ю.В., Ласточкина К.О., Болдина З.Н. Методы исследования качества воды водоемов. М.: Медицина, 1990.

37. Печуркин Н.С. Популяционная микробиология. Новосибирск: Наука, 1978.

38. Проектирование сооружений для очистки сточных вод. Справочное пособие к СНиП 2.04.03 -85-М.: Стройиздат, 1990. 192с.

39. Разумовский Э.С., Медриш Г.Л., Казарян В.А. Очистка и обеззараживание сточных вод малых населенных пунктов. М.: Стройиздат, 1986. - 173с.

40. Разумовский Э.С., Непаридзе Р.Ш. Очистка сточных вод малых населенных пунктов. Водоснабжение и санитарная техника. 2002.№2.

41. Разумовский Э.С. Эффективность очистки сточных вод на станциях типа «Ручей». -Водоснабжение и санитарная техника. 1998.№2.

42. Рекомендации по расчету и проектированию аэротенков с затопленной загрузкой (прикрепленной микрофлорой) для станций биологической очистки сточных вод. М.: ЦНИИЭПД990.

43. Родин В.Н., Афанасьева А.Ф., Левцов А.Е. Биологическая очитска сточных вод в аэротенках с прикрепленной микрофлорой . Водоснабжение и санитарная техника, 1990, №5.

44. Скирдов И.В. Очистка сточных вод с применением прикрепленной микрофлоры. Водоснабжение и санитарная техника. 1998.№6.

45. Скирдов И.В., Демидов О.В., Навикайте Д.П. Исследование аэротенков с загрузкой. Труды ВНИИ ВОДГЕО. Очистка сточных вод и обработка осадков замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий. - М.,1985.

46. Соловьев JI.C., Агевин А.Р., Эпов А.Н. Проблемы и тенденции в области удаления фосфора из бытовых сточных вод. Международный конгресс «АКВАТЕК - 2000»: Тез. Докл. - М.,2000.

47. СНиП 2.04.03 85 Строительные нормы и правила. Канализация. Наружные сети и сооружения. - М.: ЦИТП,1986. - 72с.

48. Тарасевич Ю.И. Природные сорбенты в очистке воды. Киев: Наукова думка, 1981.

49. Тривен М. Иммобилизованные ферменты. М., Мир,1983.

50. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод. М.: Стройиздат, 1975.

51. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. Химия, 1974.

52. Хавский Н.Н., Токарев В.Д. Осветление воды и водных растворов фло-тофлокуляцией. Известия вузов. Цветная металлургия. 1979.№3.

53. Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Биологические фильтры. Изд.2-е. М.: Стройиздат, 1987.- 121с.

54. Яковлев С.В., Скирдов И.В., Швецов В.Н., Бондарев А.А., Андриянов Ю.Н. Биологическая очистка производственных сточных вод: Процессы, аппараты и сооружения / Под ред. С.В.Яковлева. М.: Стройиздат, 1985. - 208с.

55. Яковлев С.В., Алферова J1.A., Дятлова Т.В. и др. Компактные установки «Бриз». Водоснабжение и санитарная техника. 1996.№11.

56. Яковлев С.В., Карелин Я.А., Жуков А.И.Канализация. М.: Стройиздат, 1975.-632с.

57. Яковлев С.В., Калицун В.И. Механическая очистка сточных вод. М.: Стройиздат, 1972.

58. Яковлев С.В., Карюхина Т.А. Биохимические процессы в очистке сточных вод. -М.: Стройиздат, 1980.

59. Яминский В.В., Пчелин В.А., Амелина Е.А. и др. Коагуляционные контакты в дисперсных системах . JL: Химия, 1982.

60. Argaman Y., Kaufman W.J., Turbulence and Flocculation. Journal of the Sanitary Engineering Division, 1970, 96, №2.

61. Balmat J.L.Chemical Composition of Particulate Fraction of Domestic Sewage. Sew.and Jnd. Wastes 31,4, p 413 1959.

62. Cooper P.P. Waste treatment in airtank-biofilter. Water and Waste. 1981,23 ,№4.

63. La Mer V.K., Healy T.W. Adsorbtion- flocculation reactions of macromole-cules at the liquid-solid interface. Revue Pure and Applied Chemistry, 1963,13, №5.

64. Letterman R.D., Sama E.R., Di Domenico E.J. Direct filtration using polye-lectrolyte Coagulants. Journal of the American Water Works Association, 1979, 71, №6.

65. Munch R. Wastewater Fractions Add to Total Treatment Picture. Water and Sew. Works. Dec., p 49.1980.

66. Результаты, полученные при работе установок «Биофлок-50» и КУ 50 на очистных сооружениях канализации (ОСК) Поимского дома-интерната, показаны в таблице 1.