Диссертация (1141476), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Оптимальная концентрациярастворенного кислорода уменьшается при увеличении температуры илиуменьшении удельной нагрузки по азоту. Авторами также говорится о том,что эффективность процесса ОНД может значительно повысить подачадробная исходной сточной воды в аноксидную зону ЦОКа, повышениезначения отношения БПК/N и уменьшение времени пребывания сточных водв биореакторе.35Анализ основных направлений и результатов исследований в областиодновременной нитрификации и денитрификации выявил, что несмотря науспешную реализации данного процесса на многих объектах, в том числе вциркуляционных окислительных каналах, вопрос подбора оптимальныхтехнологическихпараметроввцеломостаетсянерешенным,ипредставленная из разных источников информация по нему сильноразличается.Выводы по Главе 11. На данный момент в мире ведутся исследования аэрационныхсооружений циркуляционного типа, направленные на повышение качестваочистки сточных вод и энергоэффективности процессов.
В Россиивнедряются технологические решения с аэротенками «карусельного типа»,но в основном исследования направлены на изучение гидродинамикисооружений и эффективности работы оборудования.2. Принимая во внимание отечественный и зарубежный опыт, одним изперспективных направлений исследований, подходящих для реализации вусловияхРоссийскойФедерации,являетсяразвитиетехнологииодновременной нитрификации и денитрификации в окислительных каналах исооружениях подобного типа.
Эта технология позволяет эффективно удалятьсоединения азота при низких концентрациях органических загрязнений впоступающих сточных водах и низких эксплуатационных затратах.3. Для успешной реализации процесса одновременной нитрификации иденитрификации необходимо определить оптимальные технологическиепараметры (скорость потока, концентрацию растворенного кислорода,возраст ила, удельные нагрузки и т.д.) исходя из состава поступающихсточных вод, гидравлический режим работы сооружения для поддержаниякрупных флоккул активного ила и систему контроля технологическихпараметров.36ГЛАВА2.ИССЛЕДОВАНИЕРАБОТЫАЭРАЦИОННЫХСООРУЖЕНИЙ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ТИПА В ЛАБОРАТОРНЫХУСЛОВИЯХ НА МОДЕЛЬНОЙ СТОЧНОЙ ВОДЕ2.1.
Методы и материалы исследованийИсходя из особенностей гидравлического режима работы современныхаэрационных сооружений циркуляционного типа, в качестве технологии дляудаленияазотанитрификацияизисточныхводденитрификациярассматриваетсяприодновременнаяпониженныхконцентрацияхрастворенного кислорода.Лабораторный эксперимент состоял из двух этапов. Исследованияпроводились в лабораториях кафедры водоснабжения и водоотведения инаучно-образовательногоНациональногоцентра«Водоснабжениеисследовательскогостроительногоуниверситета.иМосковскогоМетодыиводоотведение»государственногоматериалыисследованийописывались ранее [9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 17, 18].Длямоделированияпроцессовочисткисточныхводбылисконструированы различные типы лабораторных установок, позволяющиеосуществлятьпродолжительныеэкспериментывполуавтоматическомрежиме.В качестве исходной сточной воды для лабораторного экспериментаприменялась модельная жидкость на основе пептона основного сухого сдобавлением растворов ацетатов, фосфатов и хлористого аммония.
Долялегкоокисляемыхорганическихвеществврабочемрастворепринеобходимости регулировалась добавлением этанола. Величины отдельныххимических показателей модельной жидкости подбирались таким образом,чтобы соответствовать типичным для сточных вод малых населенныхпунктов Российской Федерации. Для подбора требуемого соотношенияинтегрального показателя легкоокисляемых органических веществ и общегоазота была проведена серия сравнительных опытов по респирометрическому37фракционированию субстрата.
Соотношение БПК/N (по аммонийному азоту)регулировалось в диапазоне от 2 до 7,5. На протяжении всего исследованияпоказатели модельной жидкости изменялись в соответствии с программойиспытаний и находились в диапазонах, представленных в таблице 2.1.Таблица2.1–Химическийсоставмодельнойжидкости,использующейся на разных этапах экспериментаВеличина показателяПоказательМинимальнаяСредняяМаксимальнаяВзвешенныевеществаБПК544 мг/л95 мг/л122 мг/л35 мгО2/л115 мгО2/л155 мгО2/лХПК52 мгО/л130 мгО/л188 мгО/лОбщий азот25 мг/л45 мг/л90 мг/лN-NH418 мг/л35 мг/л81 мг/лP-PO42,5 мг/л4,5 мг/л12,9 мг/лКонтроль работы лабораторных установок осуществлялся комплексомрегулярных количественных химических анализов, технологических тестов ианализов,атакжеавтоматизированнойсистемойсбораотдельныхпоказателей.Для проведения количественных химических анализов отбор пробпроизводился из специально обозначенных контрольных точек установок, атакже из бака с рабочей модельной жидкостью и из отводящего лотка.
Вперечень регулярно выполняемых анализов входили следующие показатели:БПКn (ПНД Ф 14.1:2:3:4.123-97) [25], ХПК (ПНД Ф 14.1:2:4.190-03) [29],фосфат-ионы (ПНД Ф 14.1:2.248-07) [30], нитрат-ионы (ПНД Ф 14.1:2:4.4-95)[31], нитрит-ионы (НДП 10.1:2:3.91-06) [27], аммоний-ионы (ПНД Ф 14.1.195) [28], взвешенные вещества (ПНД Ф 14.1:2.110-97) [26], водородныйпоказатель (ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97) [32]. Отдельно в соответствии сграфиком испытаний проводились дополнительные анализы: сульфат-ионы(ПНД Ф 14.1:2.159-2000)[33], хлориды (ГОСТ 4245-72), органический азот38(методом Кьельдаля,НДП 10.1:2:3.24-04).
Респирометрические опытывыполнялись с использованием автоматического комплекса OxiTop Control12. Все использующиеся средства измерений на протяжении исследованиябылиметрологическиобеспечены.Испытательноеоборудование,необходимое для проведения анализов, было аттестовано.Входеэкспериментаосуществлялсяконтрольследующихтехнологических параметров: величины окислительно-восстановительногопотенциала, концентрации растворенного кислорода в различных точкахэкспериментальных установок, температуры иловой смеси, pH в различныхточках, скорости потока и степени внутренней и внешней рециркуляции.Концентрация растворенного кислорода в разных точках экспериментальныхстендов измерялась автоматической системой на базе кислородомеровфирмы WTW (с гальваническими мембранными датчиками CellOx 325).Измерения производились каждые 30 минут и регистрировались на ПК воблачном хранилище данных, что позволяло оперативно производитьрегулировку интенсивности аэрации для поддержания нужных значенийконцентрации растворенного кислорода.
Помимо контроля кислородногорежимадополнительновосстановительногоЛабораторныйпроводилисьпотенциалаэкспериментизмеренияповереннымпроводилсяприборомприокислительноЭксперт-001.постояннойвнешнейтемпературе 20 ºС ± 2ºС, температура модельной жидкости перед подачей вустановку также доводилась до этого значения.Дляконтроляпроводилисьбиологическойисследования,активностинаправленныенабиомассырегулярноопределениескоростинитрификации, денитрификации и аэробного окисления органическихвеществ активным илом вне экспериментального стенда.
Отбор образцовактивного ила производился из систем подачи возвратного активного ила,предусмотренных в конструкциях испытательных стендов.Для определения скорости нитрификации по установленной методике[127] в литровые мерные цилиндры помещалась концентрированная иловая39смесь, в которой обеспечивалась доза ила на уровне 3-4 г/л. При помощипневматическойаэрациивцилиндрахподдерживаласьконцентрациярастворенного кислорода на уровне 7 мг/л для предотвращения процессовденитрификации. Через 30 минут после помещения биомассы в цилиндр киловой смеси добавлялся раствор хлорида аммония с таким расчетом, чтобыконцентрацияазотааммонийногоиловойсмесидостигла30 мг/л.Необходимые объем и концентрация раствора устанавливалась сериейпредварительных тестов.
Далее с интервалами в 15 минут производилсяотбор проб иловой смеси объемом 10 мл для определения аммонийногоазота, азота нитратов и азота нитритов. На протяжении всего тестапроизводился контроль pH при помощи pH-метра/ионометра ИТАН, в случаенеобходимостиподщелачивалась.(приснижениизначенияpHнижеМаксимальнаяудельнаяскорость7,0)среданитрификациирассчитывалась исходя из наклона кривой образования нитритов и нитратов.Контроль производился по наклону кривой удаления аммонийного азота.Для определения максимальной удельной скорости денитрификациисогласно [127] в реакционный сосуд прибора OxiTop Control AN6помещалась концентрированная биомасса с дозой ила 4 г/л, раствор нитратакалия, в количестве и концентрации, достаточных для достиженияконцентрации азота нитратов 30 мг/л. 30 минут отводилось на подготовкубиомассы к эксперименту, после чего в сосуд помещалась модельнаяжидкость, соответствующая значению ХПК не менее 150 мгО/л.
Биомассаподдерживалась во взвешенном состоянии при помощи магнитной мешалки.Отбор проб для последующего определения ХПК и концентрации азотанитратов и нитритов производился каждые 10 минут в течение 30 минутпосле начала теста, каждые 15 минут в следующие 60 минут, а затем раз вполчаса до завершения. Тест завершался, когда концентрация нитритов инитратов становилась равной нулю. Для быстрой оценки концентрациинитратов в воде и своевременного завершения теста использовался комплектдля экспресс-спектрофотометрии на базе спектрофотометра Hach Lange40DR 5000. При анализе полученных результатов выделялось три значения —максимальнаяскоростьэндогенноймаксимальнаяскоростьэкзогенноймаксимальнаяскоростьпотребленияденитрификацииденитрификацииорганическогоrNOxN2 ,endo ,rNOxN2 ,exoвеществаиrCOD .Максимальная удельная скорость денитрификации рассчитывалась поформуле:rNOxN2 ,SB = 60 ∙�rNOxN2 ,exo - rNOxN2 ,endo �(2.1)aДополнительно рассчитывался прирост гетеротрофной биомассы вусловиях, близким к аноксидным, YOHO,Ax по формуле:YOHO,Ax =1 – 2,86 ∙(rNOxN2 ,exo - rNOxN2 ,endo)(2.2)rCODПри исследовании седиментационных характеристик активного илапроводились регулярные комплексные испытания, которые включали в себяопределение илового индекса (SVI), определение илового индекса приноминальной дозе ила, равной 3,5 г/л (SVI3,5), а также построениеседиментационной кривой для фактической дозы ила и 4–5 дополнительныхседиментационных кривых для разбавленной (водой из установки) иликонцентрированной биомассы.
По седиментационным кривым определяласьскорость осаждения биомассы (Vhs) в условиях взаимовлияния флокул ила пометодике, описанной в [127].После определения 5–6 значений Vhs для различных значенийконцентрации биомассы (a) строилась зависимость вида:Vhs (a)= V0 ∙ e–rv∙a(2.3)где V0 – максимальная скорость осаждения; rv – модельный параметр.Дополнительно определялся флокуляционный потенциал активногоилаприразличныхтехнологическихпараметрахработысистемы(диспергированные взвешенные вещества или флокулированные взвешенныевещества надиловой жидкости — тест DSS/FSS) с использованиемлабораторного флокулятора Stuart SW6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
