Диссертация (1141478), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Изучены зависимости эффективности снижения азота аммонийного отдозы сорбента, времени контакта, температуры, значения рН. Доказано, что125процесс адсорбции иона аммония на сорбенте из рисовой соломы РСII взависимости от времени контакта проходит в три стадии: быструю, при которойэффективность удаления аммония возрастает линейно, медленную и равновесную,при которых рост эффективности замедляется, а затем прекращается. Увеличениетемпературы приводит к повышению эффективности адсорбции иона аммония, аоптимальное значение рН для процесса составляет 7-8.3. При математическом описании процесса адсорбции азота аммонийного наРСII наибольшую сходимость с экспериментальными значениями показали модельпсевдо-второго порядка и изотерма Фрейндлиха, экспериментально доказанагипотеза о преимущественно сорбционном, а не окислительном механизмевыделения аммония.4.
Среди экономичных способов активации рисовой соломы наибольшуюэффективность показал комплекс действий, включающих вымачивание соломы вгидроксиде натрия и последующее замораживание при температуре -10 оС.Сорбент, полученный таким образом, показывает эффективность удаления ионааммония лишь на 23 % ниже, чем РСII.5. Для расчета дозы сорбента РСII разработан программный комплекс,которыйавтоматическирассчитываетколичествосорбентаинемодифицированной соломы в зависимости от концентрации иона аммония висходной воде и требуемой концентрации в очищенной воде.6. С помощью программы MATLAB автором создана искусственнаянейронная сеть (6–10–2) с шестью входами (рН, время контакта, концентрацияиона аммония, концентрация ХПК, температура и доза адсорбента), котораяпозволяет прогнозировать эффективность удаления ионов аммония и ХПК сприемлемой точностью R, равной 0,9. Эта сеть может использоваться для оценкиработы очистных сооружений и контроля качества воды рыбоводческогопредприятия в изменяющихся условиях.1266 Глава 6 ПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИОЧИСТКИ ОБОРОТНЫХ ВОД УСТАНОВОК РЫБОРАЗВЕДЕНИЯ6.1Модернизация существующей технологической схемы обработки водрыбоводческого хозяйстваОтрасльпроизводстварыбыпредставляетбольшойинтереснагосударственном уровне, так как затрагивает проблемы обеспечения населенияпродовольствием, и на частном уровне в качестве объекта привлечения инвестиций,поэтому является одним из наиболее успешных экономических и национальныхпроектов в Египте.Для проверки на практике полученных в лабораторных условиях выводов иразработки технологии очистки оборотной воды установок рыборазведения былипроведены опытно-промышленные исследования на рыбоводческом хозяйстве,расположенном в г.
Шахты Ростовской области.Рыбоводческая ферма представляет собой интенсивное хозяйство поразведению сомов до 700 кг при единовременной посадке, и состоит из четырехрезервуаров объемом 4,5 кубических метра, диаметром 2,4 метра и высотой 1 метр.Общий объем воды, используемой на ферме, составляет 18 кубическихметров. Общий объём воды в системе – 21 м³, так как 3 м3 водопроводной водыдобавляется к системе каждые сутки. Установка предназначена для разведения сомарыб до 700 кг при единовременной посадке.Хозяйство работает по принципу УЗВ .
Для подготовки оборотной воды наферме предусмотрена водоочистная установка, принципиальная схема которойпредставлена на рисунке 6.1.Очистка оборотной воды осуществляется на механическом фильтре, затем вбиофильтре с объёмом загрузки 0,85 м3. Оборудование установлено на подставки.Исходя из условия содержания сома, необходимый расход воды, проходящей черезустановку, составляет 9 м³/час.127Рисунок 6.1 – Принципиальная схема рыбоводческого хозяйства:1 - резервуары для рыб, 2 - механический фильтр, 3 – сооружения биологическойочистки, 4 – резервуар очищенной оборотной воды, 5 - насосы, 6 – трубопровод загрязненнойоборотной воды, 7 – водосборные трубы на механический фильтрУстановка укомплектована насосами марки Pedrollo.
Производительностькаждого насоса составляет до 9 м³/час при напоре в 5 метров. Трубопроводыобвязки выполнены из полипропиленовых труб. Работа установки полностьюавтоматизирована.Механическая очистка осуществляется на барабанном фильтре, принципдействия которого заключается в следующем: исходная вода поступает во внутрьбарабана, который постоянно или циклически вращается с малой скоростью,удаленные из воды частицы задерживаются на фильтровальной сетке, затемсмываются чистой водой из форсунок в предусмотренный для этого желоб иудаляются из фильтра.
Направление фильтрования – изнутри наружу.Барабанные фильтры имеют ряд преимуществ: обеспечивают высокуюстепень очистки больших объемов воды при постоянном качестве фильтрата,работаютбезпрерыванияпроцессафильтрования,обладаютбольшойпроизводительностью при малых габаритах, являются прочными, надежными ипростыми в обслуживании. Фотографии барабанного фильтра марки ЕйскПолимер128402, используемого в рассматриваемом нами рыбоводческом хозяйстве, приведенына рисунке 6.2.Рисунок 6.2 – Барабанный фильтр “ЕйскПолимер 402”В таблице 6.1 приведены данные по производительности данной барабаннойустановки в зависимости от величины прозоров сетки.Таблица 6.1 – Скорость фильтрования барабанного фильтра при разныхразмерах ячейки сетки и содержании взвешенных веществ в исходной водеНаименованиепараметраРазмер ячейки, мкм.Расход воды, м³/часСодержание взв.веществ – 10 мг/л,T=14–16 °С4060100192432Содержание взв.веществ – 25 мг/л,T= 22–24 °С4060100101421Содержание взв.веществ – 75 мг/л,T=26–28 °С40601003,34,67Биологическая очистка – важнейший этап очистки оборотной воды УЗВ,функция которого заключается в удалении из воды вредных для гидробионтоввеществ.
Механический фильтр не удаляет все органические вещества, самые129мелкие частицы проходят сквозь него также, как и растворенные вещества, такиекак фосфаты исоединения группы азота. Фосфаты являются инертнымивеществами и не оказывают негативное влияние на рыб, а азот в форме свободногоаммиака (NH3) токсичен и в процессе нитрификации, протекающем в биофильтре,окисляется до менее вредного (для рыб) нитрата. Разложение органическоговещества и аммиака является биологическим процессом, который осуществляют вбиофильтре гетеротрофные бактерии.
Бактерии окисляют органические вещества,аммиак, потребляя кислород и производя углекислый газ. Нитрифицирующиебактерии преобразуют азот аммонийный в нитрит, а затем в нитрат [13].На рисунке 6.3 приведены фотографии биофильтров исследуемогорыбоводческого хозяйства.Рисунок 6.3 – Общий вид биофильтровВ биофильтры подается воздух через систему мелкопузырчатых труб,расположенных на дне резервуара.По данный эксплуатирующей организации на ферме в процессе работыпроисходит потеря и гибель около 30 % общего количества рыб (рисунок 6.4).130Рисунок 6.4 – Останки погибших сомовДля выяснения причины гибели рыб были отобраны пробы воды ипроанализированы в химической лаборатории АО «ЮВЭЧМ», г. Ростов-на-Дону(таблица 6.2).Таблица 6.2 – Результаты анализа проб воды до очистных сооруженийоборотной воды и послеЗначения показателейЗначения показателейдо очисткипосле очисткиpH7,07,3Взвешенные вещества, мг/дм358,599,5ХПК, мг/дм3860,0430,0БПК, мгО2/дм380,076,05,45,6NH4, мг/дм3NO2, мг/дм30,4200,870,0500,15NO3, мг/дм3158,0142,0Наименования показателей3O2, мг/дмИсходя из анализа приведенных в таблице 6.2 результатов, было обнаружено,что очистная установка работает неэффективно, и только лишь по азоту131аммонийному не было выявлено превышения допустимых для жизнедеятельностирыб значений.
Эффективность снижения концентрации азота аммонийногосоставляла 88%. В то же время наблюдается значительное превышение попоказателям ХПК и БПК. Эффективность удаления ХПК составляет 50%.Неудовлетворительная работа очистных сооружений является причиной гибелирыб.Для решения этой проблемы нами было предложено реконструироватьбиофильтр, разделив его на две части, через которые вода движетсяпоследовательно. При этом в первой части биофильтра в центре установленатрубка с фиолетовым светодиодом (синим + красным), как показано на рисунке 6.5,чтобы повысить эффективность работы ила в резервуаре и на носителях биомассы,так как в литературе имеются утверждения о благоприятном влиянии света нажизнедеятельность микроорганизмов активного ила [149, 150]. Подача воздухаосуществлялась через трубу, установленную в центре световой трубки. Данноетехническое решение зарегистрировано, как патент РФ № 181325 на полезнуюмодель[151,152].Рисунок 6.5 – Световая трубка с интегрированным аэратором132Вторая часть биофильтра осталась без изменений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
