Диссертация (1141478), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Для егопротекания необходимо около 2,5 кг СН3ОН для каждого кг азота нитратов [79].Денитрификация обычно протекает в погружных биофильтрах, даже еслифильтры работают в аэробных условиях. Это связано с тем, что в глубоких слояхзагрузки биофильтра доступ кислорода к микроорганизмам биопленки затруднен.Типичнаяконструкциябиофильтра-денитрификаторапредставляетсобойцистерну с фильтрующим материалом (100 м2/м3) со временем пребывания воды2−4 часа. На входе в биофильтр поддерживается постоянная концентрациянитратов.
Для нормального протекания процесса осуществляется подача метанолав качестве источника органических веществ [80, 81].Биофильтры в сочетании с механическими микрофильтрами являютсяважнейшими составляющими системы очистки воды рыбоводческих хозяйств.Ниже в таблице 1.6 приведены рекомендации по выбору биофильтров взависимости от качества воды, которое они обеспечивают [82- 87].35Таблица 1.6 – Рекомендации для выбора биофильтровУровни загрязняющих веществ в очищенной водеТипВзв.биофильтровБПК5веществNO3-(N)NO2- (N)NH3- (N)Орг.
NОбщий NвысокийнизкийнизкийнизкийсреднийаПесчаныйфильтрВращающийсянизкий+различный-+биофильтр-Биофильтр с+низкийразличныйвысокийнизкийсреднийвысокийвысокийвысокийвысокийнизкийсреднийвысокий-высокийвысокийвысокийинизкийнизкийсреднийнизкийнизкийсреднийнизкийнизкийразличныйвысокийнизкийсреднийразличныйвысокийвысокийнизкийсреднийсреднийразличныйвысокийВысокийнизкийнизкийнизкийсреднийсреднийсреднийсреднийнизкийсреднийсреднийвысокийнизкийнизкийсреднийвысокийнизкийвысокийнизкийнизкийнизкийвысокийслоем»Капельныййразличныйнизкий«псевдосжиженнымразличныразличныйнизкийразличныйпогружной фильтрПогружной фильтрМикрофильтр передбиофильтромибиофильтрМикрофильтр до ипосле биофильтраПримечание: уровни загрязнений приведены в случае наличия «+» или отсутствия «−»указанного типа биофильтров в схеме очистки воды.Если в таблице 1.6 указано значение «различный», это означает, что данныесооружения не следует применять для коммерческих ферм.
«Низкий», «средний»и «высокий» относительные показатели, они показывают характеристики воды,которые могут иметь решающее значение для данного вида рыб. Например, еслипланируется выращивать тилапию, то можно не учитывать высокую концентрациювзвешенных веществ до тех пор, пока значения БПК, аммиака и нитритов низкие.36Для разведения форели наоборот необходимо низкое содержание взвешенныхвеществ.Одной из основных проблем при подготовке воды в УЗВ является удалениесоединений группы азота, в первую очередь азота аммонийного.
Применяемыебиологические методы очистки обладают рядом недостатков, к которым относитсясложность протекания процессов нитрификации и денитрификации, поскольку, какправило, система функционирует в условиях недостатка субстрата, что вызываеттрудности при создании благоприятных условий для роста и развития активногоила. Так, например, при денитрификации возникает необходимость в дозированиидополнительного питания для построения клеток активного ила.Избежать этих трудностей можно с помощью применения физикохимического метода очистки воды от соединений азота, такого как сорбция азотааммонийного на различных загрузках.
Но данный метод не применяется из-задороговизны адсорбента и необходимости в дополнительных мероприятиях повосстановлению его сорбционной емкости или по замене. В то же время адсорбцияпозволяет полностью или частично отказаться от использования биологическихметодов очистки.Повысить возможность применения данного метода для удаления азотааммонийного может поиск и разработка новых адсорбентов из дешевого сырья иисследование их сорбционных характеристик, а также разработка технологическихсхем для очистки оборотной воды в системах рыборазведения физикохимическими методами.При изучении новых сорбентов важное значение имеет понимание процессовсорбции и математических методов исследования полученных образцов, которыебудут рассмотрены во второй главе.1.5Обоснование возможности применения рисовой соломы для очисткиводы37Как уже отмечалось в первой главе, оборотные и сбросные воды в установкахрыборазведения загрязнены продуктами жизнедеятельности рыб, остаткамикормов, частицами отмерших рыб и растений, поэтому возникает необходимость вочистке воды перед ее повторным использованием или сбросом в водоем дляснижения концентраций загрязняющих веществ до требуемых законодательнымиактами величин.
Обеспечить нормативные показатели качества оборотных илисточных вод возможно использованием биологических, механических, физикохимических методов очистки воды, оборудование и эксплуатация которых требуетсущественных капитальных и эксплуатационных затрат [88, 89]. В то же времяприменение местных региональных материалов, которые могут быть использованыв качестве сырья для получения фильтрующих загрузок, сорбентов, регулятороврН, носителей биомассы и т. п., позволяет существенно снизить затраты наэксплуатацию, логистику, утилизацию и в конечном счете уменьшить плату засброс сточных вод в водоем [90, 91].Применительно к очистке оборотных вод предприятий рыборазведения вЕгипте такими местными материалами и условиями могут быть рисовая солома,черные пески, длительный в течение года период солнечного излучения, поэтомуэти вещества нуждаются в лабораторной проработке для изучения возможности ихзадействования в процессах очистки воды.С 1990-х гг.
естественные волокна различных сельскохозяйственных культурначали широко применяться в промышленности. В публикациях сообщалось обуспехах в использовании рисовой шелухи, рисовой соломы, жмыха, хлебногоплода, скорлупы кокоса, кокосовой пальмы и т. д. [92].
Употребление материаловиз естественных волокон обеспечивает экологические преимущества, такие какснижение зависимости от невозобновляемых источников энергии/сырья, снижениевыбросов загрязняющих веществ и парниковых газов,биоразлагаемостькомпонентов в конце срока использования.Рис является основным сельскохозяйственным продуктом в таких странах,как Китай, Индия и Египет с объемами производства 196,6; 133,7 и 7,5 млн.
тонн вгод соответственно (данные приведены за в 2009 г.) [93]. Мировой сбор урожая38риса оценивается в 500 миллионов тонн в год. Каждый килограмм измельченногориса дает примерно 0,7–1,4 кг рисовой соломы в зависимости от сорта риса, высотысрезания стебля и влажности во время сбора урожая. Солома риса отделяется отзерен после того, как растения измельчаются вручную или с помощьюстационарных молотилок, или комбайнов.Основываясь на статистике, доступной в свободной энциклопедииВикипедии, уникальные свойства рисовой соломы, отличающиеся от свойствдругихсельскохозяйственныхкультур,огромныеобъемыэтогоотхода,образующиеся каждый год в процессе сбора урожая, делают рисовую соломупредпочтительным материалом для вторичного использования [94].Солома риса является не только потенциальным источником энергии, но ипобочным продуктом, имеющим свою добавленную стоимость.
В последниедесятилетия было много причин, в результате которых рисовая солома эффективноне использовалась в промышленности, среди которых:- малая осведомленность о ее свойствах среди фермеров и промышленников;- социально-экономические проблемы в Египте;- технологический прогресс;- отсутствие явных экологических проблем в Египте [95].Решение проблем, связанных с употреблением рисовой соломы, должнопроизводиться как по качественным, так и по количественным аспектам.
Из-за еетвердой поверхности, высокого содержания кремния, малой объемной плотности,наличия в составе сложных органических веществ, которые трудно поддаютсяразложению бактериями, остатки соломы риса представляют собой достаточноопасный источник загрязнения, который может изменить экосистему.Аутилизациясоломысжиганиемвызываетканцерогенныйибиоаккумулятивный эффект, может служить причиной силикоза, т. е. отрицательновлияет на здоровье людей.Также в научных публикациях имеются сведения, что применение рисовойшелухи в производстве электроэнергии связано с образованием большогоколичества парниковых газов, которые могут представлять угрозу для здоровья39человека и окружающей среды [96]. С другой стороны, в отличие от ископаемоготоплива, рисовая шелуха может обуславливать уменьшение парникового эффекта,потому что ростки риса поглощают CO2 по мере их роста, и этот углеродвыделяется при сжигании биомассы.
Таким образом, чистое количество CO2,добавленного в атмосферу при производстве энергии при сжигании рисовойсоломы и шелухи, на протяжении всего жизненного цикла практически равно нулю[97].Все вышесказанное позволяет сделать вывод, что рисовая солома являетсяперспективным материалом для использования ее в качестве сырья дляпроизводства сорбента, при этом будет частично решаться проблема накопления иутилизации данного отхода.1.6Обоснование применения сорбции для очистки оборотных водустановок рыборазведения от азота аммонийногоАзот аммонийный является основным загрязняющим веществом воборотных водах установок рыборазведения, из-за которого для очистки данныхвод применяют в основном биологические методы, поскольку не все физическиеметоды очистки позволяют снизить концентрацию азота аммонийного [98-101].Сорбция – один из таких методов, но он мало используется из-за дороговизныактивированного угля, необходимости его периодической регенерации или замены.Появление дешевого сорбента расширит область применения этого метода, а такжепозволит при очистке оборотных вод установок рыборазведения использоватьтолько физико-химические методы очистки, что поможет избежать недостатковбиологических методов, таких как длительное время выхода на режим,нестабильность работы при изменении внешних параметров, необходимость строгоподдерживать постоянство характеристик оборотной воды (концентрациюзагрязнений, расход, температуру, рН воды и т.д), невозможность применения принизких температурах, потребность в дополнительной ступени очистки от нитритов40и нитратов.Таким образом, целью этой главы является экспериментальное итеоретическое изучение адсорбции ионов аммония на модифицированной рисовойсоломе в зависимости от начальной концентрации азота аммонийного NH4+,значения рН, температуры, времени контакта и количества адсорбента.Выводы по главе 11.
В настоящее время Арабская Республика Египет выращивает вискусственных условиях до 70% рыбы от общего объема производства всегоафриканского континента.2.Современныесхемырыбоводстваподразумеваютиспользованиеустановок закрытого водоснабжения, которые предусматривают очистку иповторное использование до 99% воды.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
