Диссертация (1141490), страница 11
Текст из файла (страница 11)
В первичномотстойникеотделилисьвзвешенныевеществаичастичноорганическиесоединения. Затем сточные воды самотеком перетекали в биореактор с петельнойбиозагрузкой, где обеспечивались биохимические процессы очистки. Отделениевыносимой из биореактора биопленки осуществлялось во вторичном отстойнике стонкослойными модулями. Очищенные сточные воды отводились на сброс,осаждаемаябиопленкаудаляласьизприямкаспотокомвнутреннейрециркуляции, что обеспечивало разбавление сточных вод и выравниваниянагрузки на биоценоз. Биопленка, поступающая с рециклом в первичныйотстойник, способствовала ускорению процесса седиментации взвешенныхчастиц. По мере необходимости осадок откачивался на утилизацию.81Контроль объема поступающих сточных вод осуществлялся приборомучета.
Для оценки влияния неравномерной нагрузки на процесс очистки расходсточных вод изменялся в пределах от 1,33 до 8 м3/сут. До начала экспериментаустановка уже находилась в эксплуатации и была в рабочем состоянии,отмечалось наличие слоя биомассы на загрузке.Оценка состава сточных вод проводилась в аккредитованной лабораториипо следующим показателям: взвешенные вещества (ВВ), ХПК, БПК5, аммонийион, нитриты, нитраты.Пересчет с ионов на азот проведен с помощью следующих коэффициентов:азот аммонийный (0,78), азот нитратов (0,3), азот нитритов (0,23).В рамках проведения исследований в течение 450 дней контролироваласьэффективность биологической очистки сточных вод по приведенным вышепоказателям.
Отслеживались концентрации (величины) в двух контрольныхточках:1. Вход – поступающие в биореактор сточные воды (Cen).2. Выход – очищенные сточные воды после вторичного отстойника (Cex).Колебания объема и состава сточных вод носили естественный характер взависимости от условий их формирования.Исследованиеэффективностиочисткисточныхвод.Расчетнаяпродолжительность пребывания в реакторе Т, ч, рассчитывалась по формуле:Tr =24 × WrQw,i ,(3.13)где Qw,i – расход сточных вод в заданные сутки, м3/сут.По полученным экспериментальным данным (см. приложение № 5)рассчитаны нагрузка N, окислительная мощность M и скорость окисления r последующим формулам:- нагрузка на 1 м3 объема реактора NW, г/(м3·сут):NW =Cen Qw,Wr(3.14)82- нагрузка на 1 м3 объема загрузки NV, кг/(м3·сут):NV =Cen Qw,Vm(3.15)- нагрузка на 1 кг биомассы (при мокром взвешивании) NBW, г/(кг·сут):N BW =CenQw,M bw(3.16)- нагрузка на 1 кг биомассы (по сухому веществу) NBD, г/(кг·сут):N BD =Cen Qw,M bd(3.17)- окислительная мощность 1 м3 реактора MW, г/(м3·сут):MW =(Cen - Cex )Qw,Wr(3.18)- окислительная мощность 1 м3 загрузки MV, кг/(м3·сут):MV =(Cen - Cex )Qw,Vm(3.19)- окислительная мощность 1 кг биомассы (при мокром взвешивании) MBW,г/(кг·сут):M BW =(Cen - Cex )Qw,M bw(3.20)- окислительная мощность 1 кг биомассы (по сухому веществу) MBD,г/(кг·сут):M BD =(Cen - Cex )Qw,M bd(3.21)- скорость окисления 1м3 реактора rw, г/(м3·ч):rw = MW /24,- скорость окисления 1м3 загрузки rv, кг/(м3·ч):(3.22)83rv = MV /24,(3.23)- скорость окисления 1 кг биомассы (при мокром взвешивании) rBW, г/(кг·ч):rBW = MBW /24,(3.24)- скорость окисления 1 кг биомассы (по сухому веществу) rBD, г/(кг·ч):rBD = MBD /24 ,(3.25)Согласно полученным в гл.2 данным на 1 м3 загрузки нарастает примерно250 кг биопленки при мокром взвешивании, что соответствует 9,5 кг биопленкипо сухому веществу.Рассчитанные характеристики приведены в приложениях № 6-8.Концентрация взвешенных веществ в поступающей сточной жидкостисоставила 15-62 мг/л, концентрация после очистки в среднем равна 13,7 мг/л.Колебание концентрации взвешенных веществ было вызвано частичным выносомиз вторичного отстойника отмирающей биопленки, которая при необходимостиможет задерживаться фильтрами доочистки.
Динамика изменения концентрацийвзвешенных веществ приведена на рисунке 3.4.Динамика удаления органических веществ по БПК5 и ХПК приведена нарисунках 3.5 и 3.6.84Рисунок 3.4 – Динамика изменения концентрации взвешенных веществРисунок 3.5 – Динамика изменения величины БПК585Рисунок 3.6– Динамика изменения величины ХПКВеличина БПК5 в поступающей сточной воде изменялась от 32,5 до 99мгО2/л, эффективность очистки достигала 98 % (в среднем – 90 %), в среднемБПК5 очищенной воды составило 4,9 мг/л.Величина ХПК на входе изменялась от 73 до 218 мгО/л, в очищеннойсточной воде – в среднем составила 13 мгО/л, что соответствовало среднейэффективности очистки 90 %.Взаимосвязь между содержанием органических веществ в поступающей иочищенной сточной воде не выявлена. Биоценоз подстраивается под текущиеусловия, обеспечивая глубокую степень очистки постоянно независимо отнагрузки на входе.Содержание азота аммонийного в поступающих сточных водах изменялосьот 8 до 20 мг/л, эффективность его удаления составила в среднем 96,5 %.
Приэтом корреляция между концентраций на входе и на выходе не отмечена(рисунок3.7).86Рисунок 3.7– Динамика изменения концентрации аммонийного азотаКонцентрации азота нитритов и нитратов в очищенной сточной водеизменялись в широком диапазоне в зависимости от глубины нитрификации иденитрификации. Концентрация азота нитритов после очистки составляла всреднем 0,07 мг/л, азота нитратов – 9,2 мг/л.
Данные по динамике измененияазота нитритов и нитратов приведены на рисунках 3.8 и 3.9.87Рисунок 3.8 – Динамика изменения концентрации азота нитритовРисунок 3.9 – Динамика изменения концентрации азота нитратов88Изучение влияния колебаний расхода и содержания загрязняющихвеществ. Проведена оценка взаимосвязи между расходом поступающих сточныхвод и содержанием ХПК, БПК5 и азота аммонийного в очищенной сточной воде.Пиковым повышениям расхода не соответствует аналогичная изменчивостьсостава очищенных сточных вод, влияние от расхода выявлено не было (рисунки3.10-3.12). Также не выявлено влияние между повышенными расходами сточныхвод и выносом биопленки из вторичного отстойника (рисунок3.13).Рисунок 3.10 – Динамика изменения величины ХПК и расхода сточных вод89Рисунок 3.11 – Динамика изменения величины БПК5 и расхода сточных водРисунок 3.12 – Динамика изменения концентрации аммонийного азота и расходасточных вод90Рисунок 3.13 – Динамика изменения концентрации взвешенных веществ ирасхода сточных водВзаимосвязь между массой ХПК, БПК5 и содержанием аммонийного азота впоступающих сточных водах и эффективностью очистки также не была выявлена.Все вышеизложенное свидетельствует о способности биоценоза иметьтехнологическуюстабильностьприизменяющемсяобъемеисоставепоступающих на очистку сточных вод.В рамках исследований отмечен широкий диапазон изменения нагрузки назагрузку и биомассу.
При этом скорость окисления также менялась, что позволялообеспечивать глубокую степень очистки.Нагрузка на биомассу по БПК5 изменялась от 110 до 460 гО2/(кг·сут) посухому веществу, что при зольности 0,3 соответствует 160-660 гО2/(кг·сут) посухому беззольному веществу. При таких нагрузках сооружения работали врежиме от низконагружаемых до высоконагружаемых аэротенков. Согласно [19]при величинах нагрузки по БПК свыше 400 гО2/сут на 1 кг сухого беззольноговещества ила работа сооружений становится нестабильной (повышается иловой91индекс, ухудшается качество очищенных сточных вод). Для исследованногоконтактного биореактора не наблюдалось негативных последствие очистки, чтоеще раз свидетельствует об эффективности и устойчивости к нагрузкам итоксинам биоценозов, сформированных на поверхности петельной загрузки.Рассчитанные нагрузки и скорости окисления загрязняющих веществ впересчете на 1 кг биомассы по сухому веществу и 1 м3 загрузки приведены нарисунках 3.14-3.17.Рисунок 3.14 – Изменение нагрузки на 1 кг биомассы по сухому веществу92Рисунок 3.15 – Изменение скорости окисления загрязняющих веществ в пересчетена 1 кг биомассы по сухому веществуРисунок 3.16 – Изменение нагрузки на 1 м3 загрузки93Рисунок 3.17 – Изменение скорости окисления загрязняющих веществ в пересчетена 1 м3 загрузкиВыводы по главе 31.
Для описания динамики окисления органических загрязняющих веществпо БПК принято уравнение химической кинетики первого порядка. Определенаконстанта скорости для петельной загрузки, равная 0,18 ч-1, что на 20% выше, чемдля ершовой загрузки (0,15 ч-1).2. Величины скорости окисления для петельной и ершовой загрузок,отнесенныекединицевесабиомассыотличаютсянесущественно,чтообусловлено схожим видовым составом биоценоза, формирующегося на обоихвидах загрузок. Величины скорости окисления, отнесенные к единице объемазагрузки у петельной загрузки значительно выше. Это объясняется эффективныммассообменном в теле петельной загрузки и отсутствием ее заиливания.943. Установлено, что колебания продолжительности контакт в биореакторев пределах от 5 до 32 часов, показателей ХПК (в интервале 70-220 мгО/л), БПК5 (винтервале 30-100 мгО2/л) и азота аммонийного (в интервале 8-20 мг/л) неоказываютсущественноговлияниянакачествоочищеннойводы.Этосвидетельствует о технологической стабильности биоценоза при изменяющейсягидравлической и массовой нагрузках.4.
Отмечено, что работа контактного биореактора с петельной загрузкойпри изменении нагрузки на ил по БПК5 от 110 до 460 г/(кг·сут) не сопровождаетсяснижением эффективности очистки. Это свидетельствует о стабильностисформированныхнаразработаннойзагрузкеизменяющейся нагрузки по органическим веществам.биоценозоввусловиях95ГЛАВА 4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ПЕТЕЛЬНОЙЗАГРУЗКИ В КОНТАКТНЫХ БИОРЕАКТОРАХ4.1. Область применения петельной полимерной биозагрузкиПредлагаемаяпетельнаяполимернаямногоуровневаябиозагрузкаразработана для применения в контактных биореакторах.Пристроительственовыхсооруженийблокибиореакторовмогутмонтироваться в существующие емкости, выполняющие функцию каркаса дляновой технологии или отдельными блоками на специально отведеннойтерритории.Такжебиозагрузкаможетмонтироватьсявсуществующиесооружения биологической очистки, увеличивая их окислительную мощность бездополнительного капитального строительства.Разработанная петельная загрузка может применяться для биологическойочистки хозяйственно-бытовых сточных вод следующих групп потребителей:• очистные сооружения для частных домовладений производительностьюот 0,6 до 3 м3/сутки;• очистные сооружения для малых объектов производительностью от 4 до10 м3/сутки;• очистныесооружениядлянебольших поселений и предприятийпроизводительностью от 15 до 200 м3/сутки.Разработанная загрузка также может применяться на объектах с большейпроизводительностью за счет увеличения размеров резервуаров заводскогоизготовления или применения емкостей, возводимых, например, из железобетона.964.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
