2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
1.1. Биологическая очистка сточных вод. 7
1.2. Адсорбционная очистка. Характеристика природных
сорбентов. 14
1.3. Биосорбционный способ очистки сточных вод. 25
1.4. Постановка задачи исследования 31
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА И СВОЙСТВА АДСОРБЕНТОВ 33
2.1. Минеральный и химический состав, физико - механические
характеристики и адсорбционно - структурные свойства исследуемых адсорбентов. 33
2.2. Фракционный состав. 38
2.3. Изотермы адсорбции. Определение статической и
динамической емкости ЦСП. 38
2.4. Обсуждение результатов. 48
Выводы. 51
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА БИОСОРБЦИОННОЙ
ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ХИМИЧЕСКИХ И НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ 52
3.1. Изучение изменения седиментационных свойств активного
ила после внесения в зону аэрации ЦСП. 52
3.2. Биосорбционная очистка сточных вод предприятий
нефтехимической промышленности на примере АО «Нижнекамскнефтехим» («НКНХ»), г. Нижнекамск. 55
3.2.1.Характеристика биологических очистных сооружений АО «НКНХ». 55
3.2.2.0писание пилотной установки и методики проведения эксперимента исследования биосорбционной очистки. 57
3.2.3.Биосорбционная и биологическая очистка смешанного производственного стока в режиме «залповых» нагрузок. Обсуждение результатов. Выводы. 60
3.2.4.Биосорбционная и биологическая очистка локального производственного стока в режиме нормальных нагрузок. Обсуждение результатов. Выводы. 72
Исходные данные на проведение опытно-промышленных испытаний. 81
ГЛАВА 4. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД А0'ЬИЖНЕКАМСКНЕФТЕХИМ"84
4.1. Математическое моделирование процесса биологической
очистки сточных вод. 85
4.1.1.Кинетика процесса потребления субстрата
микроорганизмами. 87
4.1.2.Алгоритм расчета аэротенка. 95
4.1.3.Применение программного комплекса на очистных сооружениях АО «НКНХ». 98
4.2. Математическое моделирование биосорбционного процесса
очистки сточных вод в модельном аэротенке. 104
4.2.1.Биосорбционная модель процесса очистки сточных вод. 104
4.2.2.Программная реализация биосорбционной модели. 106
Выводы. 111
ГЛАВА 5. ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ПРОМЫШЛЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ БИОСОРБЦИОННОГО МЕТОДА 112
5.1. Критерии эффективности. 112
5.2. Методика расчета. 112
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 118
ЛИТЕРАТУРА 122
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 132
ПРИЛОЖЕНИЕ
13
Следует применять молодой активный ил, который хорошо оседает и более устойчив к колебаниям температуры и pH среды. Также благоприятное воздействие на активный ил оказывают элементы N. Р, К и т.д. Они должны содержаться в сточной воде в достаточных количествах. Так, недостаток азота тормозит окисление органических загрязнений и приводит к образованию груднооседаюгцего ила; недостаток фосфора - к развитию нитчатых бактерий, следствием чего является вспухание ила и вынос его из очистных сооружений.
Таким образом, несмотря на то, что системы с активным илом обладают способностью к саморегулированию и самостабилизации, аэротенки нуждаются в управлении и в постоянном контроле за целым рядом параметров. В связи с этим, для быстроты обработки информации и выдачи оптимальных рекомендаций по эксплуатации БОС, актуальным является внедрение на предприятиях химической и нефтехимической промышленности автоматизированных систем мониторинга очистных сооружений на основе построения адекватных математических моделей при поддержки современного компьютерного обеспечения /17, 18/. Применение такой комплексной системы контроля и управления технологическим процессом очистки сточных вод в аэротенках будет способствовать обеспечению эффективности функционирования системы очистки.
Па практике достаточно часто происходят нарушения устойчивой работы аэротенков, в основном, из - за “залповых” сбросов органических и неорганических веществ в токсических концентрациях. Это приводи! к тому, что происходит перерождение активного ила и изменяются его морфологические и физические свойства (ил “вспухает”). Это, в свою очередь, влияет на эффективность и очистку сточной воды и ее качество. В очищенной воде появляются хлопья ила и наблюдается неполное разрушение веществ, к которым ил адаптирован.
Чтобы избежать заболевания активного ила, необходимо не только ограничить попадание в аэротенк токсичных веществ, но и оптимизировать время контакта со сточной водой. Здесь свои жесткие требования диктуют гидравлические параметры очистных сооружений, поскольку отстойники обладают ограниченной пропускной способностью.
При постоянном времени контакта активною ила со СВ эффективность очистки может быть повышена несколькими путями: увеличением концентрации
14
активного ила /19/, увеличением содержания кислорода, повышением температуры водной среды, предварительной или последующей обработкой СВ с целью уменьшения содержания трудноокисляемых веществ.
Однако все эти меры имеют недостатки:
• повышение концентрации активного ила в обычных аэротенках нецелесообразно, т.к. система аэрации не обеспечивает процесс необходимым количеством кислорода;
• увеличение концентрации кислорода также часто нецелесообразно по технико -экономическим показателям: во - первых, на окисление расходуется лишь 10 -15 % кислорода, остальная часть выдувается в атмосферу; во - вторых, затраты на чистый кислород во много раз выше, чем при использовании воздуха;
• повышение температуры до оптимальных пределов (25'С - 37°С) требует высоких энергозатрат на нагревание больших объемов СВ /20/.
Таким образом, весьма актуальными остаются задачи интенсификации работы аэротенков с помощью новых технологических подходов. Одним из перспективных и зарекомендовавших себя на практике направлений считается добавление в зону аэрации различных адсорбционных материалов, способных удалять загрязняющие вещества из сточной воды и одновременно предоставляющих внешнюю поверхность для возможной иммобилизации микроорганизмов активного ила. При этом энергетические затраты на аэрацию уменьшаются примерно на 20 %. Кроме того, необходимое для очистки СВ время сокращается в 1,5-2 раза /21/.
1.2. Адсорбционная очистка. Характеристика природных сорбентов.
Адсорбция - это процесс поглощения вещества из окружающей газовой или жидкой среды поверхностным слоем или объемом твердого адсорбента.
Ее широко применяют для глубокой обработки сточных вод предприятий органического синтеза, нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов, целлюлозно-бумажных комбинатов, предприятий текстильной промышленности и во многих других отраслях народного хозяйства /22 - 24/ перед, интегрировано или после биологической очистки (Рис. 1.2.).
- Київ+380960830922