Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему
Анаэробная биохимическая очистка производственных сточных вод в аппаратах с псевдоожиженным слоем загрузки
ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Анаэробная биохимическая очистка производственных сточных вод в аппаратах с псевдоожиженным слоем загрузки"

На правах рукописи ■ -

ЙГ6 ОД

2 0 т то

КАТРАЕВЛ Инна Валентиновна

АНАЭРОБНАЯ БИОХИМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД В АППАРАТАХ С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ ЗАГРУЗКИ

Специальность 11.00.11 - Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Нижний Новгород, 2000

Диссертация выполнена в Нижегородском государственном архитектурно - строительном университете.

Научный руководитель

кандидат технических наук, профессор Колесов Ю.Ф.

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Швецов В.Н. кандидат технических наук, профессор Чурбанова И.Н.

Ведущая организация

ОАО "Нижегородский сантехпроект"

Защита состоится 21 июля 2000 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 064.09.05 в Нижегородском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 603600, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65, корпус V, ауд. 202.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан 19 июня 2000 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, /У. .///у

профессор / У/^у// В.И. Бодров

АОг^г^ С{и /Г) '

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Успешное решение проблемы рационального использования и охраны природных ресурсов, перехода экономики к экологически безопасному развитию в значительной степени определяется технологической и экономической эффективностью производственных процессов, масштабами использования малоотходных и безотходных технологических циклов, оборотных и замкнутых систем водопользования. В тех случаях, когда образование промстоков, представляющих опасность для поверхностных и подземных вод, является неизбежным фактом, важно использовать для их обезвреживания наиболее эффективные методы и средства, исключающие загрязнение окружающей среды и обеспечивающие утилизацию очищенной воды, образующихся осадков и биогазов. По данным Министерства природных ресурсов Российской Федерации, Министерства здравоохранения Российской Федерации, Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды предприятия пищевой промышленности являются крупными источниками загрязнения водных ресурсов. В соответствии с нормативными требованиями при выпуске производственных сточных вод в городскую систему канализации концентрация органических загрязнений по ХПК не должна превышать 315 мг/л. Фактические значения уровней загрязнений на выпусках предприятий пищевой промышленности составляют: молочные и сыроваренные заводы - 2500^-8000 мг/л; мясокомбинаты -40004-8000 мг/л; производство консервов - 1500-ь5000 мг/л; пивоваренные заводы - 3000-Я 8000 мг/л; производство хлебобулочных изделий - 1500-^6000 мг/л; производство макаронных изделий - 1500-^8000 мг/л. Применение локальной биологической очистки промстоков в анаэробных и аэробных условиях при последовательной работе биохимических реакторов может обеспечить глубокую очистку стоков и их использование на технические нужды предприятий, утилизацию биологически минерализованных осадков при благоустройстве и озеленении городских территорий, утилизацию биогаза в энергетических установках. Автором проведена приближенная оценка объемов указанных выше целевых продуктов при средней

производительности предприятий пищевой промышленности, в том числе: молочные и сыроваренные заводы - объем очищенной воды - 250 м3/сутки; объем биогаза - 250-=-800 м3/сутки (эквивалентное количество теплоты - 1,31-7-4,19 Гкал/сутки); минерализованный осадок - 0,2-0,8 м3/сутки; мясокомбинаты (показатели приведены в принятой выше последовательности) - 200 м3/сутки, 320^-640 м3/сутки (1,64-3,3 Гкал/сутки), 0,32^-0,64 м3/сутки; производство консервов - 180 м3/сутки, 108+360 м3/сутки (0,56-^1,87 Гкал/сутки), 0,1+0,36 м3/сутки; пивоваренные заводы - 250 м3/сутки, 300+1800 м3/сутки (1,56+9,3 Гкал/сутки), 0,3-:-1,8 м3/сутки; производство хлебобулочных изделий - 80 м3/сутки, 48+192 м3/сутки (0,24+0,99 Гкал/сутки), 0,044-0,2 м3/сутки; макаронных изделий - 220 м3/сутки, 48-200 м3/сутки (0,24-0,99 Гкал/сутки), 0,04+0,25 м3/сутки.

Утилизация очищенной сточной воды, биогаза и шлама обеспечивает значительный экономический эффект, как показано в работе, частично компенсируя эксплуатационные затраты локальных очистных сооружений.

За последние годы в нашей стране и за рубежом получают развитие новые, высокоэффективные способы биохимической очистки сточных вод в анаэробных, и аэробных условиях в аппаратах с псевдоожиженным слоем загрузки. Широкое применение этих аппаратов в практике сдерживается недостаточным научным обеспечением проектирования, унификации и серийного производства.

Диссертационная работа автора направлена на дальнейшее совершенствование конструкций аппаратов и обеспечение их внедрения в производство очистки сточных вод предприятий пищевой промышленности. Основной объем экспериментальных работ проведен на фабрике по производству макаронных изделий (АО "Вермани", г. Нижний Новгород).

Научно-исследовательские работы выполнялись по планам НИР и ОКР федеральной целевой программы "Оздоровление экологической обстановки на реке Волге и ее притоках, восстановление и предотвращение деградации природных комплексов Волжского бассейна" ("Возрождение Волги") и международному проекту "Волга-Рейн" - подпрограмма

"Биосорб" (Российская Федерация - Федеративная Республика Германия). С германской стороны в выполнении подпроекта "Биосорб" принимал участие Ганноверский университет (Institut für Siedlungswasserwirtschafi: und Abfalltechnik der Universität Hannover).

Целью диссертационной работы является повышение эффективности процессов биохимической очистки производственных сточных вод предприятий пищевой промышленности. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

• проведен анализ результатов научно-исследовательских работ, а также данных промышленных испытаний аппаратов и сооружений, предназначенных для биохимической очистки концентрированных и слабоконцентрированных сточных вод в анаэробных условиях;

• определены современные тенденции повышения эффективности биохимической очистки сточных вод на локальных сооружениях предприятий пищевой промышленности с оценкой их основных показателей;

• проведена сравнительная оценка конструкций аппаратов с псевдоожиженным слоем загрузки, в результате которой определены наиболее перспективные конструкции для систем локальной очистки промстоков в анаэробных условиях;

• исследован в многофакторном эксперименте стадийный процесс анаэробной очистки сточных вод:

• определены оптимальные конструктивные и технологические параметры аппаратов. анаэробной очистки промстоков фабрики по производству макаронных изделий "Вермани", в том числе диаметр и высота аппаратов, рециркуляционный расход воды, высота псевдоожиженного слоя загрузки, концентрация и зольность активного ила, окислительная мощность аппаратов, показатели очищенной воды, количество образующегося биогаза;

• разработаны технические решения на проектирование установки локальной очистки производственных сточных вод;

• на основе результатов исследований разработана и внедрена в практику на фабрике "Вермани" автоматизированная промышленная установка производительностью 120 м3/сутки;

Научная новизна работы:

• предложена математическая модель процесса анаэробной

очистки стоков, описывающая влияние существенных факторов на качество очищенной воды и рекомендуемая к использованию при проектировании и эксплуатации установок;

• установлена целесообразность разделения технологического процесса анаэробной очистки на две стадии: стадии кислого брожения и щелочного, метанового брожения, что позволяет значительно увеличить нагрузку на ил, не нарушая стабильности работы реакторов;

• в процессе экспериментальных исследований установлено, что при изменении физико- химического состава исходной сточной воды устойчивое формирование и сохранение гранул анаэробного ила обеспечивается при использовании в качестве загрузки гранулированного активированного угля (например, марки АГ-3), использование загрузки из других инертных материалов, не обладающих высокими сорбционными свойствами поверхности, не обеспечивает стабильности системы "загрузка -гранулированный ил" при изменении состава и расходов стоков.

• на основании выполненных исследований определены нормы технологического режима эксплуатации установок анаэробной очистки промстоков.

Практическая значимость работы состоит в разработке рекомендаций по проектированию и эксплуатации установок анаэробной биохимической очистки производственных сточных вод. Выполнен проект и осуществлено строительство автоматизированной опытно-промышленной установки биохимической очистки промстоков фабрики по производству макаронных изделий с использованием новейшей компьютерной контрольно-измерительной техники и технологического оборудования. Использование полученных научных и производственных результатов создает возможность широкого внедрения в практику технологий, исключающих загрязнение водных ресурсов и обеспечивающих их рациональное использование.

Апробация работы. Доклады по результатам работы были представлены на Международном научно-промышленном форуме "Великие реки' 99"ЛСЕР (25-28 мая 1999г., г. Нижний Новгород), Международном научно-промышленном форуме "Великие реки' 200071СЕР (16-19 мая 2000 г., г. Нижний Новгород), Научно-технической конференции профессорско-

преподавательского состава, аспирантов и студентов ННГАСУ "Строительный комплекс-97", г.Нижний Новгород 1997г., Научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов ННГАСУ "Строительный комплекс-98", г.Нижний Новгород 1998г., Международном семинаре-совещании экспертов Германии и России по результатам выполнения проекта "Волга-Рейн" (24-30 июня 2000 г. Кельн, Германия).

Результаты исследований докладывались на научно-техническом совете АО "Вермани" с представлением проекта производственной установки для очистки сточных вод фабрики.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и списка литературы из 102 наименований, в том числе 53 зарубежных работ. Работа изложена на 145 страницах машинописного текста, содержит 27 рисунков, 15 таблиц, 4 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение посвящено обоснованию актуальности темы диссертации, показано, что обеспечение экологически безопасного развития промышленности в значительной степени зависит от эффективности решения проблемы ресурсосбережения, энергосбережения, масштабов использования малоотходных и безотходных производств, замкнутых и оборотных систем водопользования. При решении задач локальной очистки производственных сточных вод предприятий пищевой промышленности перспективным- является применение биохимической очистки в анаэробных условиях.

Во введении определены цели и задачи исследований, приведены основные положения работы, научная новизна, практическая значимость и данные о внедрении результатов исследований в производство.

В первой главе диссертации представлен обзор результатов исследований и промышленной реализации в нашей стране и за рубежом методов и средств очистки производственных сточных вод с доминирующим органическим загрязнением. Больший вклад в решение проблемы биохимической очистки сточных вод внесли отечественные и

зарубежные специалисты, в том числе: Бондарев A.A., Воронов Ю.В., Гюнтер Л.И., КарюхинаТ.А., Колесов Ю.Ф., Мишуков Б.Г., Разумовский Э.С., Скирдов И.В., Феофанов Ю.А., Чурбанова И.Н., Швецов В.Н., Яковлев C.B., Kollatsch D., Lettinga G., Monod J„ McCarty P.L., Rosenwinkel K.-H., Seyfned C.F.

Анаэробный способ очистки имеет ряд преимуществ перед аэробным способом. Во-первых, анаэробный способ устойчив к переменному воздействию качества и расхода сточных вод, количество избыточного ила в 3-10 раз меньше, чем для аэробного метода и составляет для кислотообразующих бактерий приблизительно 0,15 кг сухого вещества на кг ХПК и 0,05 кг сухого вещества на кг ХПК для метаногенных бактерий. Это обусловливает незначительные потребности в питательных веществах для роста анаэробных микроорганизмов. Во-вторых, для анаэробного метода не требуется дорогостоящая аэрация, за счет чего эксплуатационные затраты снижаются. В-третьих, возможно получение дополнительной энергии за счет образующегося биогаза, содержание метана в котором составляет 60-80%. В-четвертых, анаэробные реакторы могут работать с высокими нагрузками до 30 кг ХПК/м3-сут. В-пятых, анаэробные сооружения могут быть использованы для сезонных производств, так как анаэробный ил после длительного пребывания в состоянии анабиоза может быть введен в действие в течение нескольких суток. В-шестых, вещества, не подвергающиеся деструкции аэробно, могут быть разложены анаэробными бактериями, например: пектин, перхлорэтилен, некоторые ароматические соединения (пентахлорфенол) и др.

Для достижения требуемой окислительной мощности аппаратов анаэробной очистки решающую роль играет удержание и возврат анаэробного ила в систему, создание в анаэробном реакторе его высокой концентрации. Важным аспектом является формирование слоя гранулированного ила. Гранулированный анаэробный ил состоит из гранул диаметром 0,5-5 мм, имеет хорошие седиментационные свойства (гидравлическая крупность 20-80 м/час). Гранулообразование зависит от природы сточной воды и гидродинамического режима аппарата. Известно, что добавка гранулированного ила к системе ускоряет процесс гранулообразования, а высокая концентрация ионов аммония, перегрузка анаэробного ила, резкие изменения состава сточной

воды, механические воздействия, например при перекачке ила насосами, ведут к разрушению гранул.

В литературе приводится описание пяти основных типов реакторов: смеситель (CSTR- completely stirred tank reactor), анаэробный контактный процесс (anaerobic contact process), анаэробный фильтр (AF- anaerobic filter), UASB-реактор (upflow anaerobic sludge blanket reactor ), реактор кипящего слоя (FBR-fluidized bed reactor). Кроме того, имеется большое количество комбинированных реакторов, соединяющих в себе преимущества аппаратов различных типов.

В анаэробных смесителях нет средств для удержания биомассы в реакторе, поэтому для них невозможна работа с высокими нагрузками, ее максимально возможное значение составляет 4 кг ХПК/м3-суг. Преимущество смесителей -нечувствительность к взвешенным веществам.

Для анаэробного контактного процесса характерно осаждение анаэробного ила во встроенных или выносных отстойниках и возврат его в реактор. Недостатком анаэробного контактного процесса является разрушение ила в аппарате из-за интенсивного перемешивания и диспергирования биомассы. Низкие седиментационные свойства ила во многом связаны с флотацией его пузырьками биогаза, поэтому разработки аппаратов предусматривают различные устройства для преодоления этого явления, например, с помощью вакуумной дегазации, центрифугирования, охлаждения или медленного перемешивания. Нагрузка для этих аппаратов в среднем составляет 5 кг ХПК/м3-сут, а концентрация биомассы- 19 г/л.

Анаэробный биофильтр представляет собой аппарат с восходящим или нисходящим потоком жидкости. Первоначально для таких аппаратов использовали щебеночную насадку, имеющую пористость 50%, затем стали использовать другие типы насадок с пористостью до 96 %. В последнее время используют насадки из искусственных материалов, имеющих большую площадь поверхности, снижающих опасность кольматации биофильтра. Преимуществом анаэробных биофильтров является возможность очистки стоков с высокими концентрациями загрязнений по ХПК 10 ООО - 70 ООО мг/л.

Дальнейшей модификацией контактного метода явилась разработка UASB-реактора. Принцип работы UASB-реактора

основан на образовании гранулированного ила диаметром 1-5 мм, обладающего хорошими седиментационными свойствами. Концентрация гранулированного ила в нижней части 11А8В -аппарата может достигать значений от 80 до 100 г/л. Нагрузка для таких аппаратов составляет обычно 12-15 кг ХПК/м3сут. В верхней части иАБВ-реактора находится трехфазный разделитель, в котором происходит не только отделение биогаза, но и отделение взвешенных веществ от воды. Необходимое перемешивание в аппарате происходит за счет восходящего потока жидкости, а также образующимся биогазом, дополнительная рециркуляция используется для таких систем очень редко. иАЭВ-реакторы являются в настоящее время наиболее распространенными в мире.

В анаэробных реакторах кипящего слоя анаэробный ил находится на подвижном носителе, взвешенным восходящим потоком жидкости. Аппараты кипящего слоя имеют следующие преимущества:

• вымывание биомассы минимально благодаря ее адгезии частицам носителя;

• частицы носителя имеют большую удельную поверхность, что обеспечивает повышение концентрации ила в системе и повышение стабильности работы аппарата при увеличении нагрузки;

• обеспечивается достижение больших объемных нагрузок по ХПК10-40 кг/м3сут.

В первых реакторах кипящего слоя в качестве носителя использовался песок (0,1- 0,3 мм), однако для псевдоожижения песка требуется значительная энергия, кроме того, низкая порозность не может обеспечить высокой концентрации ила в системе. В современных конструкциях в качестве носителя используют глинозем, антрацит, гранулированный активированный уголь, полимерные частицы.

В аппарате "Биосорб". разработанном Нижегородским государственным архитектурно-строительным университетом (рис. 1), используется в качестве носителя гранулированный активированный уголь АГ-3.

Рис.1. Аппарат "Биосорб" с многоступенчатым разделением иловой смеси:

1- подача сточной воды на очистку; 2- усреднитель- аппарат кислого брожения; 3- насос для перемешивания и подачи сточных вод на очистку; 4- корпус аппарата; 5- разделительная цилиндрическая стенка; б- псевдоожиженный слой загрузки; 7- псевдоожиженный слой гранулированного ила; 8- полочный отстойник; 9- водосборный трубопровод; 10- биофильтр; 11- рециркуляционный насос; 12- вывод избыточного ила; 13- очищенная вода

Аппарат включает цилиндрический биохимический реактор с псевдоожиженным слоем загрузки из гранулированного активированного угля и гранулированного ила, встроенный в верхнюю часть реактора тонкослойный радиальный отстойник и биофильтр, расположенный в периферийной части цилиндрического корпуса аппарата. Опыт лабораторных и производственных испытаний данной конструкции аппаратов показал их надежность и простоту в эксплуатации. Для удержания биомассы внутри аппарата используются встроенный полочный отстойник и фильтр, скорость подъема воды в реакторе составляет 20-25 м/ч, уровень воды в аппарате контролируется с помощью камеры-регулятора. Аппарат имеет ряд конструктивных и технологических преимуществ перед рассмотренными выше конструкциями реакторов, в работе проводились исследования с использованием данной конструкции аппаратов.

На основании литературного обзора и данных оценки состояния систем локальной очистки производственных сточных вод предприятий пищевой промышленности сформулированы задачи исследований.

Вторая глава диссертации посвящена исследованиям способов разделения иловой смеси в анаэробном реакторе. Достоинства анаэробной очистки стоков не могут быть в полной мере реализованы при низкой концентрации органических соединений в исходной воде, например, на уровне хозяйственно-бытовых сточных вод. Причиной является низкий прирост анаэробной биомассы. Создание высоких концентраций анаэробного ила в реакторе можно достичь лишь при его возврате в зону реакции. На практике эта задача решается двумя способами: разделением иловой смеси в отстойниках, центрифугах, сепараторах, на фильтрах, включая ультрафильтрационные мембраны, и, основываясь на способности бактериальной клетки активного ила удерживаться на поверхности неподвижного и подвижного носителя, в том числе и на бактериальной клетке путем взаимного удержания и образования плотных гранул бактерий анаэробного ила. Создание условий для гранулирования анаэробного ила обеспечивает наращивание биомассы в зоне биохимической реакции аппаратов и повышение их окислительной мощности.

Наши опыты показали, что наибольшая эффективность процессов формирования слоев загрузки при биохимической очистке достигается при использовании гранулированного активированного угля, обладающего высокой адсорбционной способностью и развитой поверхностью контакта (в экспериментальных исследованиях использовался активированный уголь марки АГ-3, имеющий следующие показатели: основной размер частиц 1+2,5 мм; истинная плотность 1,66+2,04 г/см3; насыпная плотность 279+341 г/дм3; суммарный объем пор 0,8+0,97 см3/г; площадь внутренней поверхности 667+843 м2/г). Многолетний опыт проведения исследований ННГАСУ свидетельствует о том, что замена гранулированного активированного угля в процессе эксплуатации не требуется, ежегодная незначительная по объему догрузка сорбента может быть вызвана истираемостью гранул угля.

Для практической реализации псевдоожижений загрузки необходимы определенные гидродинамические условия в

реакторе, создаваемые с учетом конструктивных размеров аппарата и расхода восходящего потока сточной жидкости.

Необходимый объем аппарата (\У, м3) определяется по результатам определения окислительной мощности единицы объема реактора (ОМ, кг/м3-сут). "\¥=:(2-(Ьеп-Ьех)/ОМ, где Цп и - содержание органических соединений в исходной и очищенной сточной воде (кг/м3), С? - расход сточной воды (м3/сут). Важным параметром является расход рециркулируемой воды ()г и степень рециркуляции 11,= СУ<3- С увеличением степени рециркуляции снижается высота колонны реактора и увеличивается ее диаметр, изменяется расход энергии на рециркуляцию воды. Рециркуляционный расход можно сократить до минимума и обеспечивать псевдоожижение загрузки только за счет обрабатываемой сточной воды. Реактор при этом будет иметь максимальную высоту. Площадь реактора определяется по уравнению Р=((2 + 0.г)/Уг, где Уг - расчетная скорость движения воды в реакторе (м/ч), обеспечивающая псевдоожижение загрузки. При использовании загрузки из активированного угля марки АГ-3, Уг = 25 м/ч. Врет пребывания сточной воды в реакторе (1) определяется как ^(Ьеп-Ьех)/ОМ, Н= Уг1- (1 + КО-

Исследованиями, проведенными в ННГАСУ, установлено, что при 11;<6 реактор будет иметь максимальное значение высоты колонны (Н). Например, при 1^=2,5; £=4ч; Н=40м. Если И, изменяется в пределах 12, то имеем доступную для практического применения высоту аппарата 84-17 м. При 12-^27 имеет место незначительное изменение высоты аппарата при значительном увеличении расхода рециркулируемой воды, что приводит к увеличению площади установки и увеличению затрат на электроэнергию (при Я,=27 и 1=4 ч, Н=3,5 м). С увеличением рециркуляционного расхода требуемые затраты электроэнергии увеличиваются, однако прирост энергозатрат для различных значений существенно отличается. Например для интервала К,=2,5-^10 требуемые затраты электроэнергии изменяются с 5,7 до 10 кВт/ч, а при изменении с 10 до 17,5 (при (3=10 м3/ч, Уг=25 м/ч, Ь=1,0, п=0,85,1=12 ч) - с 10 до 10,5 кВт/ч. Эти положения открывают широкие возможности для конструктивных решений при варьировании К, и Н.

В третьей главе диссертации приведено описание экспериментальных исследований, проведенных автором в

лаборатории биохимической очистки сточных вод Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета. Для их проведения использовались промстоки одного из предприятий пищевой промышленности г. Нижнего Новгорода - фабрики по производству макаронных изделий (ОАО "Вермани"). Выбор предприятия обоснован заинтересованностью специалистов Германии и России, участвующих в международном проекте "Волга-Рейн", в получении результатов испытаний аппаратов "Биосорб" при обработке стоков широко распространенных производств - предприятий по производству хлебобулочных и макаронных изделий. На основе результатов лабораторных и промышленных испытаний планируется организация российско-германского производства автоматизированных унифицированных установок биохимической очистки производственных сточных вод.

Промстоки фабрики по производству макаронных изделий содержат в основном мучные примеси и образуются от промывки матриц формования изделий, шнековых прессов, бастунов сушилок, мокрой уборки производственных помещений, а также включают условно чистые воды от охлаждения прессов воды специализированной прачечной предприятия. Удельный расход сточных вод составляет 0,9 м3 на тонну продукции. Режим сброса стоков неравномерный (коэффициент неравномерности сброса 2,5*3), предприятие работает в три смены. Сточная вода имеет следующие показатели: рН=5,5*7,0; ХПК=1130*3200 мг/л; взвешенные вещества 448+990 мг/л; 1Ч-1ЧН4+ = 3,7*9,3 мг/л; Р-Р043"= 1,6*11,7 мг/л; 8042" =77,7-140 мг/л; Рео6щ = 5,1*15,6 мг/л; Си2+= 0,13*0,2 мг/л; = 30-40°С.

На рис. 2 представлена схема лабораторной установки. В процессе проведения лабораторных исследований моделировались производственные условия ее работы, на основании их результатов был разработан и реализован проект локальной очистной станции для анаэробной биохимической очистки сточных вод фабрики по производству макаронных изделий.

Сточная вода с заданным расходом направлялась из приемной емкости насосом - дозатором в камеру кислого брожения с мешалкой, затем в аппарат метанового брожения "Биосорб", в котором автоматически поддерживалась температура 28-32°С. Избыточный анаэробный ил вместе с

промывной водой из фильтра возвращали в камеру кислого брожения. В аппарате "Биосорб" наблюдали образование слоя гранулированного ила над слоем сжиженного активированного угля. Финишной ступенью очистки являлась обработка стоков на фильтре с многослойной загрузкой (биофильтр) и автоматическим подогревом (28-32°С).

Рис. 2. Схема лабораторной установки двухступенчатой анаэробной очистки промстоков ОАО "Вермани": 1- приемный резервуар; 2- насос для подачи сточных вод в камеру кислого брожения; 3- камера кислого брожения с мешалкой; 4- насос для подачи воды в реактор; 5- рециркуляционный насос; 6- электрический нагреватель рециркулируемой воды; 7- реактор меианового брожения; 8-отстойник; 9- гидрозатвор; 10- газовый счетчик; 11- биофильтр; 12-электронагреватель бтофильтра; 13- аодача промывной воды в биофильтр; 14-резервуар очищенной воды с гидрозатвором

По результатам исследований было установлено:

эксплуатация пилотной установки подтвердила возможность очистки сточных вод фабрики по производству макаронных изделий в анаэробных условиях;

- установка очистки сточных вод анаэробным способом должна иметь в своем составе выделенную стадию кислого брожения. Это позволяет снять "барьер" из трудноокисляемых органических веществ перед метанбгенными бактериями, создать благоприятные условия для их, развития, повысить стабильность

\ /

и

работы реактора метанового брожения, достигнуть низкого выноса анаэробного ила из системы очистки, высокого качества очищенной воды;

- полученные результаты следует использовать в создании математической модели процесса;

- увеличение ХПК и БПК на первой стадии анаэробной очистки воды - закономерный показатель процесса кислого брожения.

В четвертой главе представлены результаты обработки экспериментальных данных. В многофакторном эксперименте работу установки оценивали следующими показателями: ХПК, рН, азот аммонийный, фосфаты, взвешенные вещества, сульфаты, температура. Оценка процесса анаэробной очистки стоков была выполнена по трем "створам" очищаемой воды: первый вариант. исходная сточная вода (первый "створ") - сток воды из колонного аппарата (второй "створ"); второй вариант, вода, поступающая в биофильтр ("второй створ") - сток из биофильтра (третий "створ"); третий вариант, исходная сточная вода (первый "створ") - очищенная вода после установки (третий "створ").

Для первого варианта (колонный аппарат) были получены следующие численные значения показателей: при исходной концентрации по ХПК 480+1240 мг/л эффект очистки составил от "минус" 9 до 55% (для нефильтрованной пробы); эффект очистки по взвешенным веществам составил от "минус" 45% до 50% при их 'содержании в исходной воде 354+638 мг/л; увеличение содержания аммонийного азота с 5,1 до 24 мг/л, снижение содержания фосфатов с 0,08 до 0,02 мг/л, снижение содержания сульфатов с 84 до 9,8 мг/л. Появление отрицательных значений эффекта очистки по ХПК и взвешенным веществам объясняется выносом ила из аппарата при возникновении аварийных ситуаций в процессе исследований. Показатель рН с увеличением нагрузки на аппарат снижается от 7,5 до 6,5.

Для второго варианта (биофильтр) оценки работы установки были получены следующие численные значения существенных факторов: снижение концентрации по ХПК до 25+65 мг/л, взвешенных веществ до 30-60 мг/л, что является результатом эффективной работы биофильтра.

Для третьего варианта (вся установка) оценки работы были

получены следующие численные значения существенных факторов: снижение концентрации по ХПК с 480-И240 до 254-65 мг/л; снижение содержания взвешенных веществ с 3544-638 до 94-15 мг/л; увеличение содержания аммонийного азота с 5,14-6,1 до 9,84-15,4 мг/л; снижение содержания фосфатов с 0,08 до 0,015 мг/л; снижение содержания сульфатов с 84,4 до 114-19 мг/л.

С целью установления основных закономерностей процесса очистки сточной воды обработаны результаты экспериментов для всех трех вариантов оценки процесса. В качестве основного показателя в сравнительной оценке работы установки принята средняя скорость реакции биологического окисления органических соединений - окислительная мощность единицы объема реактора. В оценке окислительной мощности использовано семь факторов. При этом вид частного уравнения принят одинаковым для всех - уравнение Моно. Предложено аппроксимировать зависимость окислительной мощности от различных показателей дробно-линейными функциями вида:

f¿(xj)= а' Х' =/...7), где í - номер показателя (1)

bj+Xj

Задача аппроксимации решалась методом наименьших квадратов, которая сводится к минимизации функционала среднеквадратичной ошибки:

м

^ ' где N - число опытов ( iV=68) (2)

л=1

Необходимым условием минимума данного функционала является выполнение равенств: SF, _ ^ dFf _ ^ (3)

да ¡ db,

Получаем систему из двух нелинейных уравнений относительно неизвестных о, и b¡. Решение данной задачи проводилось численным методом с помощью программного пакета Mathcad 2000 Professional. После нахождения коэффициентов аппроксимации были рассчитаны значения среднеквадратичного отклонения (СКО) для каждого показателя:

(4)

а

ъ,

анализ однородности дисперсии с

использованием критерия Кохрена. По критерию Кохрена:

^ = (5)

Цпах N

/,я

I

п=1

если

критическое5

то дисперсии считаются однородными.

Для уровня значимости р=0.05 и числа степеней свободы //=1; ^2=68 находим значение I

критическое'

^0.17. Для всех показателей дисперсии по критерию Кохрена являются значимыми.

Результаты расчетов уравнения окислительной мощности при оценке по третьему варианту (коэффициенты, СКО, критерий Кохрена) сведены в табл. 1.

Таблица

Показатель Коэффициент а Коэффициент Ь СКО Критерий • Кохрена

1"<еп 6.3-103 8.5-103 417 0.12

730 24.8 441 0.133

рН,ь 143 -4.97 444 0.145

305 -1.21 387 0.094

Р(Р04)Исх 425 -0.0082 447 0.144

N№>4 276 -4.26 434 0.123

Р(Р04)Л 539 0.002 447 0.146

Для общей зависимости окислительной мощности, в объеме оценки установки по третьему варианту анализа воды коэффициент У=9.5*10"13. При этом СКО равно 557, показатель Кохрена - 0.152. Число опытов N=71.

Была рассмотрена аппроксимация зависимости окислительной мощности от различных показателей функциями вида (1). Теперь рассмотрим совместную зависимость от всех показателей одновременно. Окислительную мощность аппроксимируем следующей функцией:

д*,,...*,)^-11/^—1— (6)

¿=1

В выражении (6) коэффициенты и и Vсвязаны равенством:

Коэффициент и будем определять путем усреднения по всем опытам. В результате получим, что:

1 N

шы

Резу.тьтаты обработки экспериментальных данных

0.4

- Г ' " 1 ! 1 ! 1

1 1 " 1 !

-— .........

' , 1 : 1 ■ ,1:1

200 400 600 800 1000 1200 '■-сп исходная. иг'л Рис.3

40 ВО 80 100 фильтра' Рис.4

140

- I |

- ! ; £

\

" 1 . I 1 1 . I

(В)

Из выражений (7) и (8) рассчитываем значения коэффициентов Ц= 2.78-Ю-10 и К=7.4Ы0"8. Аналогично (4), (5) вычисляем значения СКО=25.7 и значение критерия Кохрена ,/=0.071. Таким образом, получили, что по критерию Кохрена все дисперсии однородны. В диссертации графические зависимости приведены по всем факторам, в автореферате приведены лишь для третьего варианта рис. 3,4, 5.

Предложенная схема очистки промышленных сточных вод анаэробным способом обеспечивает высокую степень очистки, а полученные математические модели многофакторного процесса позволяют применять их на стадиях проектирования и оперативного управления процессом очистки.

2 4 6 8 10

(Ы-М Н44)ИСходкая. иг/п

Рие.5

В пятой главе представлена разработанная технологическая схема анаэробной очистки сточных вод и ее аппаратурное оформление на примере фабрики по производству макаронных изделий АО "Вермани" (рис. 6).

Производственная сточная вода, пройдя через коническую

8 га

а 08

0

решетку (18), попадает в приемный колодец, откуда с помощью погружного насоса (17) подается в усреднитель (4). Усреднитель выполняет две функции - усреднение расходов воды и обеспечение стадии кислого брожения, для этих целей в него периодически добавляется анаэробный ил. Перемешивание стоков в усреднителе осуществляется с помощью циркуляционного насоса (14), а необходимая температура поддерживается с помощью теплообменника (9). Необходимая часть потока с помощью насоса (15) подается в отстойник (5), затем через резервуары (ЗА, ЗВ) с помощью подающих насосов (12А, 12В) - в нижнюю часть аппаратов "Биосорб" (1А, 1В) вместе с рециркуляционным потоком. Рециркуляция воды в аппаратах "Биосорб" осуществляется с помощью насосов (13А, 13В), необходимая температура поддерживается с помощью теплообменников (9), установленных на рециркуляционном трубопроводе. Для аппарата 1В существует возможность работы в аэробном режиме, для этого предусмотрены эжектор (8) и сатуратор (7). Кроме того, эжектор и сатуратор предполагается использовать для изучения эффективности периодической промывки периферийного фильтра аппарата 1В с помощью водо- газовой эмульсии, при этом в эжектор предполагается подавать биогаз из газовой системы аппарата 1В. Уровень воды в аппаратах "Биосорб" поддерживается с помощью камер-регуляторов уровня воды (2А, 2В). Биогаз, образующийся при анаэробном процессе в аппаратах 1А,1В, проходит через вантузы (10), газовые счетчики (22) (где измеряется его количество), влагоотделители (11) и выбрасывается в атмосферу через огнепреградитель (20). В перспективе предполагается установить систему утилизации биогаза и использовать его для получения горячей воды. Избыточный анаэробный ил из аппаратов 1А и 1В поступает в отстойник, откуда, после уплотнения в резервуар (6), из которого с помощью насоса (16) либо в усреднитель, либо на фильтр - пресс (21) для обезвоживания. Анаэробный ил является стабилизированным, после обезвоживания его можно использовать для удобрения сельскохозяйственных угодий. Опытно-промышленная установка на фабрике "Вермани" является компактной, общая площадь, занимаемая сооружениями на территории предприятия, составляет 92 м2.

Установка может работать в режиме анаэробной и анаэробно - аэробной очистки сточных вод.

Техническая характеристика установки: производительность по расчетной окислительной мощности согласно экспериментальным данным - 156 м3/сут. (по условиям сброса очищенной воды в городскую канализацию) и 62 м3/сут. (по условиям выпуска очищенной воды в водоем).

Расчетное содержание загрязняющих соединений в сточной воде по: ХПК исходной воды 480-ь1240 мг/л, очищенной 25-^60 мг/л, эффект очистки 94-=-95%; по взвешенным веществам: исходное содержание 3544-638 мг/л, в очищенной воде 94-15 мг/л, эффект очистки 974-98%; по содержанию сульфатов: в исходной воде - 84,4 мг/л, в очищенной - 114-19 мг/л, эффект очистки -774-87%. Для сравнительной оценки рассмотрены два альтернативных варианта очистки сточных вод фабрики по производству макаронных изделий "Вермани": первый - анаэробным способом в аппаратах «Биосорб», второй - традиционным, с применением реагентов.

Капитальные затраты по первому и второму вариантам составляют соответственно (в ценах 1999г.) 2100 ты. руб. и 2587 тыс. руб. Эксплуатационные затраты - 124,9 тыс. руб. в год и 456 тыс. руб. в год.

При работе установки в анаэробно - аэробном режиме качество очищенной воды отвечает требованиям, предъявляемым к выпуску сточных вод в рыбохозяйственный водоем, администрациями г.Нижнего Новгорода и АО "Вермани" принято решение об использовании очищенной воды на полив территории и технические нужды АО "Вермани", утилизации выделяющегося биогаза в газовом водонагревателе очистной станции и об использовании минерализованного и обезвоженного осадка при выполнении работ по благоустройству городской территории. Прекращение сброса очищенных стоков в городскую канализацию и утилизация биогаза обеспечат АО "Вермани" ежегодную экономию средств в объеме 67 тыс. руб., т.е. компенсацию примерно половины ежегодных затрат на эксплуатацию локальной очистной станции.

В диссертации представлены документы, подтверждающие результаты технико-экономических оценок.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ:

1. Промстоки предприятий пищевой промышленности

требуют локальной очистки перед выпуском в городскую канализацию, так как концентрация органических загрязнений по ХГЖ в стоках может в десятки раз превышать нормативные требования. Анализ отечественных и зарубежных данных показал, что биохимическая очистка рассматриваемых промстоков в анаэробных условиях обеспечивает широкие возможности решения задач экологически безопасного развития предприятий. Применение двухступенчатой обработки промстоков в анаэробных и аэробных условиях позволяет использовать очищенную воду на технологические нужды предприятий, утилизировать биогаз и минерализованный осадок.

2. Автором разработаны теоретические основы анаэробной очистки производственных сточных вод предприятий пищевой промышленности в колонных аппаратах с псевдоожиженным слоем загрузки, определены приоритетные направления их практического применения. Для очистки промстоков фабрик по производству макаронных изделий целесообразно технологически разделять анаэробный процесс на две стадии - кислого и щелочного или метанового брожения, что позволяет повысить общую эффективность и окислительную мощность установок.

3. Сравнительная оценка современных конструкций аппаратов анаэробной биохимической очистки производственных сточных вод показала, что наиболее эффективными по технологическим и экономическим показателям являются аппараты с псевдоожиженным слоем загрузки. Псевдоожижение загрузки обеспечивается восходящим потоком сточной воды, на частицах загрузки иммобилизуется анаэробный ил, а над кипящим слоем загрузки формируется гранулированный ил, процесс очистки происходит при высоких коэффициентах массопередачи, что обеспечивает повышенную окислительную мощность аппаратов.

4. В процессе исследований использовались аппараты с псевдоожиженным слоем загрузки, созданные в ННГАСУ ("Биосорб"). Конструкция аппаратов позволяет осуществлять очистку стоков при широком диапазоне концентраций органических загрязнений по ХПК (от 200 до 35000 мг/л). Автором разработаны методы расчета основных конструктивных размеров аппаратов, требуемой высоты загрузки сорбента, рециркуляционного расхода воды. Вертикальный отстойник аппарата "Биосорб" рассчитывается с условием задержания взвешенных

частиц гидравлической крупностью 1,2*1,5 мм/с, полочный отстойник - частиц гидравлической крупностью 0,5*0,6 мм/с, скорость движения воды в биофильтре 4*6 м/ч.

1. Предложена математическая модель процесса анаэробной биохимической очистки промстоков в аппаратах с псевдоожиженным слоем загрузки, адекватно описывающая влияние существенных факторов на качество очищенной воды. Математическая модель рекомендуется для проведения расчетов при проектировании и эксплуатации производственных установок.

2. На основе результатов исследований совместно с немецкими специалистами (Ганноверский университет) разработан проект локальных сооружений анаэробной биохимической очистки производственных сточных вод фабрики по производству макаронных изделий (АО "Вермани", г. Нижний Новгород). Сооружения построены и в мае 2000 года введены в эксплуатацию. Очистная станция управляется автоматически с помощью компьютера с выдачей информации о режимах работы технологического оборудования. Очищенная вода предназначена к использованию на технические нужды предприятия, биогаз будет использоваться в системе горячего водоснабжения очистной станции, минерализованный и обезвоженный на фильтр-прессе осадок планируется утилизировать при благоустройстве городских территорий.

3. Сравнительная технико-экономическая оценка систем локальной очистки производственных сточных вод фабрики "Вермани" по традиционной реагентной технологической схеме и предлагаемой схеме биохимической очистки сточных вод показала, что второй вариант экономически выгоднее по эксплуатационным затратам в 3,65 раза. Утилизация очищенной воды, биогаза и минерализованного осадка, помимо обеспечения экономического эффекта (67 тыс.руб. в год), характеризует эффективность использования природных ресурсов и исключает загрязнение окружающей среды.

4. Разработанная в процессе исследований технология анаэробной биохимической очистки сточных вод рекомендуется к использованию при создании локальных очистных сооружений предприятий пищевой промышленности.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. Колесов Ю.Ф., Катраева И.В. Перспективное направление очистки высококонцентрированных сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 1997. №5

2. Meyer Н., Katrajewa I. Russisch-deutsches Kooperationsprojekt zur Entwicklung eines effizienten Verfahrens für die anaerobe biologische Reinigung von Industrieabwässern// Russisch-deutsches Seminar zur wissenschaftlich-technischen Zusammenarbeit im Bereich Gewässerschutz und Umwelttechnologien. Vorträge in Kurzfassung. Berlin. 1999.

3. Колесов Ю.Ф., Катраева И.В., Кулагин B.B. Опыт эксплуатации установки биологической очистки сточных вод молокозавода//Изв. вузов. Строительство. 1996. №11

4. Катраева И.В. Биохимическая очистка промышленных стоков в анаэробных условиях (обзор)// Сборник трудов кафедры ЮНЕСКО Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета. 2000. Н. Новгород. Выпуск 3.

5. Катраева И.В. Современные промышленные аппараты для анаэробной очистки сточных вод// Сборник трудов кафедры ЮНЕСКО Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета. 2000. Н. Новгород. Выпуск 3.

6. Колесов Ю.Ф., Катраева И.В., Майер X., Кулагин В.В. Опытно-промышленная установка биологической очистки сточных вод фабрики "Вермани"// Сборник трудов кафедры ЮНЕСКО Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета. 2000. Н. Новгород. Выпуск 3.

7. Катраева И.В. Исследование биохимической очистки промстоков фабрики по производству макаронных изделий в аппаратах с кипящим слоем загрузки// Сборник трудов кафедры ЮНЕСКО Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета. 2000. Н. Новгород. Выпуск 3.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Катраева, Инна Валентиновна

Введение

Глава 1 Современные процессы и аппараты анаэробной биохимической очистки сточных вод.

1.1 Анализ процессов биохимической очистки промстоков в анаэробных условиях.

1.2 Кинетика и механизм реакций анаэробного распада.

1.3 Факторы, влияющие на анаэробный процесс.

1.3.1 Потребность анаэробных микроорганизмов в питательных компонентах.

1.3.2 Токсичность и ингибирование анаэробного процесса.

1.3.3 Влияние температуры на анаэробный процесс.

1.4 Образование биогаза, выход и использование биогаза.

1.5 Тенденции в совершенствовании конструкций аппаратов анаэробной биохимической очистки производственных сточных вод.

1.5.1 Классификация аппаратов анаэробной биохимической очистки.

1.5.2 Сравнительный анализ аппаратов анаэробной биохимической очистки.

Выводы

Глава 2 Основы повышения эффективности и надежности процессов и аппаратов анаэробной биохимической очистки сточных вод.

2.1 Очистка стоков в слое гранулированного анаэробного ила.

2.2 Двухступенчатая анаэробная биохимическая очистка - реальный путь повышения эффективности анаэробных процессов.

2.3 Колонные аппараты. Теоретические основы создания аппаратов с псевдоожиженным слоем загрузки.

2.4 Практика применения аппаратов "Биосорб" в процессах очистки производственных сточных вод.

Выводы

Глава 3 Лабораторные исследования очистки производственных сточных вод в аппаратах с псевдоожиженным слоем загрузки.

3.1 Характеристика сточных вод фабрики по производству макаронных изделий.

3.2 Описание лабораторной установки.

Выводы

Глава 4 Математическая обработка результатов экспериментальных исследований.

4.1 Характеристика результатов экспериментальных исследований.

4.2 Математическая обработка результатов исследований. Аппроксимация экспериментальных данных Анализ однородности дисперсий.

Графо-аналитические зависимости.

Выводы

Глава 5 Опытно- промышленная установка очистки промстоков фабрики по производству макаронных изделий ОАО "Вермани".

5.1 Принципиальная схема опытно- промышленной установки.

5.2 Средства контроля и управления процессом очистки промстоков.

5.3 Пуск в эксплуатацию опытно-промышленной установки очистки промстоков

ОАО "Вермани".

5.4 Основные технико-экономические показатели опытно-промышленной установки.

5.5 Сравнительная оценка вариантов очистки промстоков.

Выводы

Введение Диссертация по географии, на тему "Анаэробная биохимическая очистка производственных сточных вод в аппаратах с псевдоожиженным слоем загрузки"

Успешное решение проблемы рационального использования и охраны природных ресурсов, перехода экономики к экологически безопасному развитию в значительной степени определяется технологической и экономической эффективностью производственных процессов, масштабами использования малоотходных и безотходных технологических циклов, оборотных и замкнутых систем водопользования. В тех случаях, когда образование промстоков, представляющих опасность для поверхностных и подземных вод, является неизбежным фактом, важно использовать для их обезвреживания наиболее эффективные методы и средства, исключающие загрязнение окружающей среды и обеспечивающие утилизацию очищенной воды, образующихся осадков и биогазов. По данным Министерства природных ресурсов Российской Федерации, Министерства здравоохранения Российской Федерации, Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды предприятия пищевой промышленности являются крупными источниками загрязнения водных ресурсов. В соответствии с нормативными требованиями при выпуске производственных сточных вод в городскую систему канализации концентрация органических загрязнений по ХПК не должна превышать 315 мг/л. Фактические значения уровней загрязнений на выпусках предприятий пищевой промышленности составляют: молочные и сыроваренные заводы - 2500ч-8000 мг/л; мясокомбинаты - 40004-8000 мг/л; производство консервов - 1500^-5000 мг/л; пивоваренные заводы -3000ч-18000 мг/л; производство хлебобулочных изделий - 1500-^6000 мг/л; производство макаронных изделий - 1500-^8000 мг/л.

Применение локальной биологической очистки промстоков в анаэробных и аэробных условиях при последовательной работе биохимических реакторов может обеспечить глубокую очистку стоков и их использование на технические нужды предприятий, утилизацию биологически минерализованных осадков при благоустройстве и озеленении городских территорий, утилизацию биогаза в энергетических установках. Автором проведена приближенная оценка объемов указанных выше целевых продуктов при средней производительности предприятий пищевой промышленности, в том числе: молочные и сыроваренные заводы

•э объем очищенной воды - 250 м /сутки; объем биогаза - 250+800 м3/сутки (эквивалентное количество теплоты - 1,31+4,19 Гкал/сутки); о минерализованный осадок - 0,2+0,8 м /сутки; мясокомбинаты (показатели приведены в принятой выше последовательности) -200 м3/сутки, 320-640 м3/сутки (1,6+3,3 Гкал/сутки),

0,32+0,64 м /сутки; производство консервов - 180 м /сутки, 108+360 м3/ сутки (0,56+1,87 Гкал/сутки), 0,1+0,36 м3/сутки;

•э т пивоваренные заводы - 250 м /сутки, 300+1800 м /сутки (1,56+9,3 Гкал/сутки), 0,3+1,8 м3/сутки; производство хлебобулочных

•3 -з изделий - 80 м /сутки, 48+192 м /сутки (0,24+0,99 Гкал/сутки), 0,04+0,2 м3/сутки; макаронных изделий - 220 м3/сутки, 48+200 м3/сутки (0,24+0,99 Гкал/сутки), 0,04+0,25 м3/сутки.

Утилизация очищенной сточной воды, биогаза и шлама обеспечивает значительный экономический эффект, как показано в работе, частично компенсируя эксплуатационные затраты локальных очистных сооружений.

За последние годы в нашей стране и за рубежом получают развитие новые, высокоэффективные способы биохимической очистки сточных вод в анаэробных и аэробных условиях в аппаратах с псевдоожиженным слоем загрузки. Широкое применение этих аппаратов в практике сдерживается недостаточным научным обеспечением проектирования, унификации и серийного производства.

Диссертационная работа автора направлена на дальнейшее совершенствование конструкций аппаратов и обеспечение их внедрения в производство очистки сточных вод предприятий пищевой промышленности. Основной объем экспериментальных работ проведен на фабрике по производству макаронных изделий (АО "Вермани", г. Нижний Новгород). Научно-исследовательские работы выполнялись по планам НИР и ОКР федеральной целевой программы "Оздоровление экологической обстановки на реке Волге и ее притоках, восстановление и предотвращение деградации природных комплексов Волжского бассейна" ("Возрождение Волги") и международному проекту "Волга-Рейн" - подпрограмма "Биосорб" (Российская Федерация - Федеративная Республика Германия). С германской стороны в выполнении подпроекта "Биосорб" принимал участие Ганноверский университет (Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik der Universität Hannover).

Целью диссертационной работы является повышение эффективности процессов биохимической очистки производственных сточных вод предприятий пищевой промышленности. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

• проведен анализ результатов научно-исследовательских работ, а также данных промышленных испытаний аппаратов и сооружений, предназначенных для биохимической очистки концентрированных и слабоконцентрированных сточных вод в анаэробных условиях;

• определены современные тенденции повышения эффективности биохимической очистки сточных вод на локальных сооружениях предприятий пищевой промышленности с оценкой их основных показателей;

• проведена сравнительная оценка конструкций аппаратов с псевдоожиженным слоем загрузки, в результате которой определены наиболее перспективные конструкции для систем локальной очистки промстоков в анаэробных условиях;

• исследован в многофакторном эксперименте стадийный процесс анаэробной очистки сточных вод;

• определены оптимальные конструктивные и технологические параметры аппаратов анаэробной очистки промстоков фабрики по производству макаронных изделий "Вермани", в том числе диаметр и высота аппаратов, рециркуляционный расход воды, высота псевдоожиженного слоя загрузки, концентрация и зольность активного ила, окислительная мощность аппаратов, показатели очищенной воды, количество образующегося биогаза;

• разработаны технические решения для проектирования установки локальной очистки производственных сточных вод;

• на основе результатов исследований разработана и внедрена в практику на фабрике "Вермани" автоматизированная промышленная установка производительностью 156 м3/сутки;

Научная новизна работы:

• предложена математическая модель процесса анаэробной очистки стоков, описывающая влияние существенных факторов на качество очищенной воды и рекомендуемая к использованию при проектировании и эксплуатации установок;

• установлена целесообразность разделения технологического процесса анаэробной очистки на две стадии: стадии кислого брожения и щелочного, метанового брожения, что позволяет значительно увеличить нагрузку на ил, не нарушая стабильности работы реакторов;

• в процессе экспериментальных исследований установлено, что при изменении физико-химического состава исходной сточной воды устойчивое формирование и сохранение гранул анаэробного ила обеспечивается при использовании в качестве загрузки гранулированного активированного угля (например, марки АГ-3); использование загрузки из других инертных материалов, не обладающих высокими сорбционными свойствами поверхности, не обеспечивает стабильности системы "загрузка - гранулированный ил" при изменении состава и расходов стоков:

• на основании выполненных исследований определены нормы технологического режима эксплуатации установок анаэробной очистки промстоков.

Практическая значимость работы состоит в разработке рекомендаций по проектированию и эксплуатации установок анаэробной биохимической очистки производственных сточных вод. Выполнен проект и осуществлено строительство автоматизированной опытно-промышленной установки биохимической очистки промстоков фабрики по производству макаронных изделий с использованием новейшей компьютерной контрольно-измерительной техники и технологического оборудования. Использование полученных научных и производственных результатов создает возможность широкого внедрения в практику технологий, исключающих загрязнение водных ресурсов и обеспечивающих их рациональное использование.

Апробация работы. Доклады по результатам работы были представлены на Международном научно-промышленном форуме "Великие реки' 99"/1СЕР (25-28 мая 1999г., г. Нижний Новгород), Международном научно-промышленном форуме "Великие реки' 2000"/1СЕР (16-19 мая 2000 г., г. Нижний Новгород), Научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов ННГАСУ "Строительный комплекс-97", г.Нижний Новгород 1997г., Научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов ННГАСУ "Строительный комплекс-98", г.Нижний Новгород 1998г., Международном семинаре - совещании экспертов Германии и России по результатам выполнения проекта "Волга-Рейн" (24-30 июня 2000г. Кельн, Германия).

Результаты исследований докладывались на научно-техническом совете АО "Вермани" с представлением проекта производственной установки для очистки сточных вод фабрики.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и списка литературы из 102 наименований, в том числе 64 зарубежных работ. Работа изложена на 145 страницах машинописного текста, содержит 41 рисунков, 17 таблиц, 2 приложения.

Заключение Диссертация по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Катраева, Инна Валентиновна

Выводы

1. Результаты экспериментальных исследований по изучению эффективности биохимической очистки промстоков производства макаронных изделий в анаэробных условиях были положены в основу проектирования опытно-промышленной установки производительностью 156 м3/сутки для ОАО "Вермани" (г. Нижний Новгород).

Проект выполнен ННГАСУ и ОАО "Нижегородский Сантехпроект". Технологическое оборудование было изготовлено ОАО "Дзержинскхиммаш", станция управления с контрольно-измерительной аппаратурой и средствами компьютерного управления по проекту ННГАСУ и Ганноверского университета была изготовлена и поставлена Германской фирмой WAL Mess- und Regelsysteme GmbH (г. Ольденбург).

2. Монтаж установки был осуществлен ОАО "Химмонтаж" (г. Нижний Новгород), станция была введена в эксплуатацию 17 мая 2000 года. Очистная станция управляется автоматически с помощью компьютера с выдачей информации о режимах работы технологического оборудования.

Технологическая схема построенной очистной станции отличается высокой гибкостью и обеспечивает возможность реализации следующих технологических процессов: анаэробной стадии кислого брожения, осуществляемой в усреднителе, с последующей стадией щелочного или метанового брожения, осуществляемой в аппаратах "Биосорб"; анаэробной очистки с использованием кислого и щелочного брожения с финишной обработкой в аппарате "Биосорб", работающем в режиме аэробной биохимической очистки.

Расчетная производительность очистной станции 156 м3/сутки.

3. При проведении автором оценки возможных вариантов локальной очистки рассматриваемых промстоков анализ осуществлялся для трех вариантов: первый вариант - предлагаемая технологическая схема очистки сточных вод; второй вариант - биохимическая очистка в аэробных условиях; третий вариант - реагентная очистка сточных вод.

В результате проведенного анализа получены следующие показатели: по первому варианту - капитальные затраты 3199,82 тыс. рублей, годовые эксплуатационные затраты 124,9 тыс. рублей; по второму варианту - капитальные затраты 3612 тыс. рублей, годовые эксплуатационные затраты 230 тыс. рублей; по третьему варианту -капитальные затраты 7280 тыс. рублей, годовые эксплуатационные затраты 680 тыс. рублей.

Таким образом, предлагаемая технология биохимической очистки промстоков в анаэробных условиях является технически целесообразной и экономически выгодной.

4. В процессе эксплуатации опытно промышленной установки планируется реализовать технологические режимы работы, обеспечивающие использование очищенной сточной воды на технические нужды предприятия, утилизацию биогаза в системе горячего водоснабжения очистной станции, утилизацию минерализованного осадка в качестве удобрения при благоустройстве городских территорий. Практическое осуществление указанных режимов работы позволит обеспечить экологическую безопасность производственных процессов ОАО "Вермани" и рациональное использование природных ресурсов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Промстоки предприятий пищевой промышленности требуют локальной очистки перед выпуском в городскую канализацию, так как концентрация органических загрязнений по ХПК в стоках может в десятки раз превышать нормативные требования. Анализ отечественных и зарубежных данных показал, что биохимическая очистка рассматриваемых промстоков в анаэробных условиях обеспечивает широкие возможности решения задач экологически безопасного развития предприятий. Применение двухступенчатой обработки промстоков в анаэробных и аэробных условиях позволяет использовать очищенную воду на технологические нужды предприятий, утилизировать биогаз и минерализованный осадок.

2. Автором рассмотрены теоретические основы анаэробной очистки производственных сточных вод предприятий пищевой промышленности в колонных аппаратах с псевдоожиженным слоем загрузки, определены приоритетные направления их практического применения. Для очистки промстоков фабрик по производству макаронных изделий целесообразно технологически разделять анаэробный процесс на две стадии - кислого и щелочного или метанового брожения, что позволяет повысить общую эффективность и окислительную мощность установок.

3. Сравнительная оценка современных конструкций аппаратов анаэробной биохимической очистки производственных сточных вод показала, что наиболее эффективными по технологическим и экономическим показателям являются аппараты с псевдоожиженным слоем загрузки. Псевдоожижение загрузки обеспечивается восходящим потоком сточной воды, на частицах загрузки иммобилизуется анаэробный ил,, а над кипящим слоем загрузки формируется гранулированный ил, процесс очистки происходит при высоких коэффициентах массопередачи, что обеспечивает повышенную окислительную мощность аппаратов.

4. В процессе исследований использовались аппараты с псевдоожиженным слоем загрузки, созданные в ННГАСУ ("Биосорб"). Конструкция аппаратов позволяет осуществлять очистку стоков при широком диапазоне концентраций органических загрязнений по ХПК (от 200 до 35000 мг/л). Автором разработаны методы расчета основных конструктивных размеров аппаратов, требуемой высоты загрузки сорбента, рециркуляционного расхода воды. Вертикальный отстойник аппарата "Биосорб" рассчитывается с условием задержания взвешенных частиц гидравлической крупностью 1,2ч-1,5 мм/с, полочный отстойник - частиц гидравлической крупностью 0,5-г0,6 мм/с, скорость движения воды в биофильтре 4ч-6 м/ч.

5. Предложена математическая модель процесса анаэробной биохимической очистки промстоков в аппаратах с псевдоожиженным слоем загрузки, адекватно описывающая влияние существенных факторов на качество очищенной воды. Математическая модель рекомендуется для проведения расчетов при проектировании и эксплуатации производственных установок.

6. На основе результатов исследований совместно с немецкими специалистами (Ганноверский университет) разработан проект локальных сооружений анаэробной биохимической очистки производственных сточных вод фабрики по производству макаронных изделий (ОАО "Вермани", г. Нижний Новгород). Сооружения построены и в мае 2000 года введены в эксплуатацию. Очистная станция управляется автоматически с помощью компьютера с выдачей информации о режимах работы технологического оборудования.

Очищенная вода предназначена к использованию на технические нужды предприятия, биогаз будет использоваться в системе горячего водоснабжения очистной станции, минерализованный и обезвоженный на фильтр-прессе осадок планируется утилизировать при благоустройстве городских территорий.

7. Сравнительная технико-экономическая оценка систем локальной очистки производственных сточных вод фабрики "Вермани" по традиционной реагентной технологической схеме и предлагаемой схеме биохимической очистки сточных вод показала, что второй вариант экономически выгоднее по эксплуатационным затратам в 3,65 раза. Утилизация очищенной воды, биогаза и минерализованного осадка, помимо обеспечения экономического эффекта (67 тыс .руб. в год), характеризует эффективность использования природных ресурсов и исключает загрязнение окружающей среды.

8. Разработанная в процессе исследований технология анаэробной биохимической очистки сточных вод рекомендуется к использованию при создании локальных очистных сооружений предприятий пищевой промышленности.

Библиография Диссертация по географии, кандидата технических наук, Катраева, Инна Валентиновна, Нижний Новгород

1. М. Beckereit. Kosten der anaeroben Abwasserbehandlung. Veröffentlichungen des 1.AH der Universität Hannover. Hannover. 1988. 458 S.

2. Anaerobe Verfahren zur Behandlung von Industrieabwässer. ATV-Arbeitsberichte. Korrespondenz Abwasser. N 10. 1990. S. 1247-1251.

3. Экологическая биотехнология. Под ред. К.Ф. Форстера и Д.А. Дж. Вейда. Л. 1990.

4. Kroiss Н. Anaerobe Abwasserreinigung. Wiener Mitteilungen. Wasser-Abwasser-Gewässer. Band 62. 1989.

5. Яковлев С.В., Карюхина Т.А. Биохимические процессы в очистке сточных вод. М. 1980.

6. Swardal К. Anaerobe Abwasserreinigung ein Model zur Berechnung und Darstellung der maßgebenden chemischen Parameter. Wiener Mitteilungen. Wasser-Abwasser-Gewässer. Band 95. 1995.

7. Jones R. M., MacGregor J. F., Murphy K. L. and Hall E. R. Towards a useful dynamic model of the anaerobic wastewater treatment process: a practical illustration of process identification. Wat . Sei. Tech. Vol. 25. N. 7. pp. 61-71. 1992.

8. Jones R. M. Dynamic Modeling for Process Control of a High Rate Anaerobic Wastewater Treatment System. Ph. D. Thesis, McMaster University. Hamilton. Ontario. 1992.

9. Вавилин В. А., Васильев В. Б. Математическое моделирование процессов биологической очистки сточных вод активным илом. М. 1979.

10. Вавилир В. А. Нелинейные модели биологической очистки и процессов самоочищения в реках. М. 1983.

11. Henze М., Harremoes Р. Anaerobic treatment of wastewater in fixed film reactors- a literature review. Wot. Sei. Tech. Vol. 15. S. 1-101. 1983.

12. Sixt H., Wernecke S., Mudrack K. Neuere Entwicklungen auf dem Gebiet der anaeroben Abwasserreinigung. Korr. Abwasser Heft 1. S. 22-27.

13. Geschwindichkeitsbestimmende Schritte beim anaeroben Abbau von organischen Verbindungen in Abwässern. ATV-Arbeitsberichte. Korrespondenz Abwasser. N 1. 1994. S. 101-107.

14. Чурбанова И.Н. Микробиология. M. 1987. 239 с.

15. К.-Н. Rosenwinkel. Abwasserbehandlung in der Fruchtsaft-Industrie. 36. Internationale Fruchtsaft-Woche 1996. Karlsruhe. Vortragsband. S. 95-100.

16. Заварзин Г.А. Водородные бактерии карбоксидо-бактерии. М. 1978. 97 с.

17. Френкель Г.М. Биология анаэробов и анаэробиоз. Киев. 1956. 151 с.

18. Яковлев С.В., Скирдов И.В., Швецов В.Н., Бондарев A.A., Андрианов Ю.Н. Биологическая очистка производственных сточных вод. Процессы, аппараты и сооружения. М. 1985.

19. Уэбб Л. Ингибиторы ферментов и метаболизма. М. 1966.

20. Гюнтер Л.И., Гольдфарб Л.Л. Метантенки. М. 1991. 129 с.

21. Найденко В.В., Колесов Ю.Ф. Биосорбционная очистка высококонцентрированных сточных вод //Водоснабжение и сан. техника. 1992. № 10.

22. Найдерко В.В., Колесов Ю.Ф., Кубарев A.B. Опыт эксплуатации аппаратов биосорбционной очистки. //Водоснабжение и сан. техника. 1993 .№11/12.

23. Ferguson J. Pourquoi le diester et pas le biomethane? Combat natur. 1994. N105. pp. 36-37.

24. Degremont. Water treatment handbook. Volume 1. 1991. 593pp.

25. Репин Б.Н. Современные технологии анаэробной обработки производственных сточных вод // Водоснабжение и сан. техника.1995. № 5. С. 27-29.

26. Вавилин В.А. Диалоговая компьютерная система "Метан 2,2"- эффективное средство автоматического контроля и управления анаэробным процессом: Матер, междунар. конгр. "Вода: экология и технология". М.6-9 сент. 1994. Т.З. С. 713-724.

27. Simeonon J. Modeling and control of anaerobic digestion of organic waste: Моделирование и управление процессом анаэробной обработки органических загрязнений в CB//Chem. and Biochem. Eng. Quart. 1994.N2. pp.45-52.

28. Wackwitz R., Kauschus W. Simulation biotechnologischer Verfahren zur Abwasserreinigung und Biogaserzeugung: Vortr. 1 Vervahrenstechnik Semin. "Mod. Technol. Reinigung Abgasen und Abwässern": Моделирование биотехнологических процессов очистки

29. СВ и получения биогаза. Merseburg. 7 Okt.l994//Chem.Techn. 1994.46. N4.pp.l92-193.

30. Giacoman-Vallejos German u.a. Was leistet die Prozessimulation?//Chem.Ing. 1995.118.Nr 1-2. S.42-44.

31. Lettinga G., Hulshoff P.L. New Technologies for Anaerobic Waste Water Treatment. IAWPRC Post-Conference, International Seminar on Anaerobic Treatment in Tropical Countries, Sao Paulo. 25-29 August 1986.

32. Priest C. Operational experience with anaerobic/aerobic treatment for paper mill wastewater. Wat.Sci.Tech.1985.Vol.17.pp.123-132.

33. Saake. M. Abscheidung und Rückhalt der Biomasse beim anaeroben Belebungsverfahren und in Festbett-Reaktoren. Veröffentlichungen des Instituts Ufer Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik der Universität Hannover. H. 68. 1986.

34. Frostell B. Full scale anaerobic treatment of a pulp and paper industry waste water. 39th Annual Purdue Industrial Waste Conference, May 1984.

35. Lettinga G., v. d. Sar, v. d. Ben. Anaerobe zuivering vom het avfalwater van de bietsuikerindustrie. H20. 9.1976. pp. 38-43.

36. Frankin R.J. et al. Application of the BIOBED® upflow fluidized bed process for anaerobic waste water treatment// Wat. Sei. Tech.1992. V.25.N7.

37. Habets L. Anaerobic treatment of inline effluent in an Internal Circulation Reactor. Water Science and Technology. Vol. 35. N 10. 1997. pp. 189-196.

38. Zoutberg et al. Anaerobic treatment of chemical waste water in a BIOBED EGSB reactors. Proc. 8th International Conference on Anaerobic Digestion. Sendai. Japan, pp. 167-174. 1997.

39. Kennedy K.J., Droste R.L. Anaerobic wastewater treatment in downflow stationary fixed film reactors. Wat. Sei. Tech. Vol. 24. N 8. 1991.pp. 157-178.

40. Young J.C. Factors affecting the design and performance of upflow anaerobic filters. Wat. Sei. Tech. Vol. 24. N 8. 1991. pp. 133-156.

41. Austermann-Haun U. et al. Full scale experiences with anaerobic pre-treatment of wastewater in the food and beverage industry in Germany. Wat. Sei. Tech. Vol. 36. N 2-3. 1997. pp. 321-328.

42. Heijnen J.J. u.a. Anwendung der anaeroben Wirbelschichttechnik in der biologische Abwasserreinigung//GWF-Wasser/Abwasser. 1985. H.2.

43. Aivasidis A. Jülich. Auslegung, Dimensionierung und reaktionstechnische Optimierung von anaeroben Festbett-Umlauf- und Wirbelschichtreaktoren// Korrespondenz Abwasser. 1991. N 11.

44. Fuchs C. Corn starch wastewater and anaerobic fluidized bed: a perfect match, Food Industry. Environmental Conference, pp. 149-160.1993.

45. Mösche M. Anaerobe Reinigung von Zukerfabriksabwasser in Fließbettreaktoren: vom Pilotmaßstab zum 500 -m3- Reaktor. Fortschrittberichte VDI. Reihe 15. Braunschweig. 1998.

46. Ross W.R.: The phenomenon of sludge pelletisation in the anaerobic treatment of a maize processing waste. Water S.A. Vol. 10. N.4. pp. 197-204.

47. Xu Dandong, Xiao Hong. Huanjing kexue. Chin. J. Environ. Sei. 1995. 16. N 1. pp. 39-41.

48. Высокоэффективные аппараты и сооружения биологической очистки // Водоснабжение и сан. техника. 1994.№ 7. С. 27-31.

49. Кошель М.И. и др. Анаэробная очистка сточных вод спиртовых заводов// Химия и технология воды. 1995. Т. 17. №1. С. 101-104.

50. Kunst S.: Untersuchungen zum anaeroben Abbau polymerer Kohlenhydrate zur Optimierung der Versäuerungsstufe bei anaeroben Abwasserreinigungsvervahren. Veröff. Des Inst. ISAH. Universität Hannover. Bd. 54. 1982.

51. Lettinga G., Hulshoff Pol L.W. UASB-Process design for various types of wastewaters. Wat. Sei. Tech. Vol. 24. Nr.8. 1991. pp. 87-107.

52. Колесов Ю.Ф., Катраева И.В., Кулагин B.B. Опыт эксплуатации установки биологической очистки сточных вод молокозавода// Изв. вузов. Строительство. 1996. №11.

53. Dancong Perg et al.: Effects of the seed Sludge on the Performance of UASB reactors for treatment of toxic wastewater// J. Chem. Technol. and Biotechnol. 1994. 60. N2. pp. 171-176.

54. Nadeau I Des statitons depuration de plus en plus performantes: О совершенствовании очистных сооружений //Environ. mag. 1994. N 1530. pp. 40-41.

55. Колесов Ю.Ф. Определение высоты колонных аппаратов для биологической очистки сточных вод//Изв. ЖКА. Сер. Город, хоз-во и архитектура. 1996. №4.

56. Колесов Ю.Ф. Аппараты для анаэробной биологической очистки сточных вод//Изв. вузов. Строительство. 1996. №1.

57. Колесов Ю.Ф., Катраева И.В. Перспективное направление очистки высококонцентрированных сточных вод// Водоснабжение и сан. техника. 1997.№ 5.

58. Яковлев C.B., Алферова Л.А., Дятлова T.B. и др. Биологические методы очистки сточных вод на предприятиях легкой промышленности.// Водоснабжение и сан. техника. 1996. № 3.

59. Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности./СЭВ, ВНИИ водоснабжения,канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии. М. Стройиздат. 1978. 590 с.

60. Временные ПДК вредных веществ в производственных сточных водах, принимаемых в городскую канализацию г. Нижнего Новгорода. № 94 от 26.11.92.

61. Медведев Г.М. Технология и оборудование макаронного производства. М. 1984.

62. Химический состав пищевых продуктов. Под ред. Нестерина М.Ф. М. 1976.

63. Унифицированные методы анализа вод. Под ред. Ю.Ю. Лурье. М. 1973.376 с.

64. Тамамьян А.Н. Сорбенты и наполнители для фильтров доочистки питьевой воды// Водоснабжение и сан. техника. 1994.№ 12.

65. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. М. 1978. 319 с.

66. Тюрин Ю.Н., Макаров A.A. Статистический анализ данных на компьютере. М. 1998. 528 с.

67. Плис А.И., Сливина H.A. MATHCAD: математический практикум для экономистов и инженеров. М. 1999. 653 с.

68. Степнов М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний. Справочник. М. 1985. 231 с.

69. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул. М. 1982. 224 с.

70. Келети Т. Основы ферментативной кинетики. М. 1990. 348 с.

71. Вавилин В.А., Васильев В.Б. Сравнительная оценка математических моделей, применяемых для расчета аэротенков //Водные ресурсы. № 4. 1981. С. 132-145.

72. Алексеев М.И., Кривошеев Г.Г. Принципы математического моделирования и оптимизация сооружений по очистке стоков //Известия вузов. Строительство. № 3. 1996. С. 86-92.

73. Вавилин В.А. Обобщенная модель аэробной биологической очистки //Водные ресурсы. № 4. 1982. С. 136-147.

74. Brockmann, М. Sonderanwendungen der UASB-Technologie in der betrieblichen Praxis: Hochsulfathaltiges Abwasser, Technik anaerober Prozesse; Technische Universität Hamburg-Harburg, 1998. S. 287-294.

75. Glowatzki, H. VDI. Anaerobe Reinigung eines mit organischen und anorganischen Schadstoffen hoch belasteten Abwassers durch getrennte Versäuerung und Methanisierung, Reihe 15, Nr.97, Berlin. 1992.

76. Heijnen et al. Review on the application of anaerobic fluidi-zed bed reaktors in wastewater treatment, Aquatech, Amsterdam. 1986.pp. 159-173.

77. Holst et al. Anaerobic fluidized beds: ten years of industrial experience, Proc. 8th international conference on anaerobic digestion, Sendai, Japan. 1997.pp. 142-149.

78. Helble et al. Einsatz eines anaeroben Fließbettreaktors zur Schließung des Wasserkreislaufes in altpapierverarbeitenden Betrieben am

79. Beispiel der Papierfabrik LECOURSONNOIS/ Frankreich. Technik anaerober Prozesse. Tech. Uni. Ham.-Harburg. 1998. S. 295-302.

80. Bauer, Heinz.Behandlung von Abwässern, Handbuch des Umweltschutzes und der Umweltschutztechnik. Band 4. Springer Verlag. 1996.

81. Bischofsberger, Temper, Pfeiffer Stand und Entwicklungspotentiale der anaeroben Abwasserreinigung unter besonderer Berücksichtigung der Verhältnisse in der Bundesrepublik Deutschland, Mitteilungen der Oswald-Schulze Stiftung. Heft 7. 1986.

82. Böhnke, Bischofsberger, Seyfried. Anaerobtechnik. Handbuch der anaeroben. Behandlung von Abwasser und Schlamm, Springer Verlag. 1993.

83. Burkhardt C. Vergrößerung eines Fließbettsystemes zur Abwasserreinigung aus dem Labor- in den 1,0 m3- und 10 m3-Pilotmaßstab. Mainz Verlag. 1995.

84. Büttgenbach L. Vergleichende experimentelle Untersuchung verschiedener Wirbelbett-Reaktorsysteme im Hinblick auf ihre Eignung für die anaerobe Abwasserreinigung. Dortmund. 1991.

85. Harada et al. High rate performance and is related characteristics of granulated slugs in UASB reactors treating various wastewater's, Proceedings of the fifth international symposium on anaerobic digestion, Bologna. Italy. 1986. pp. 22-26.

86. Iza J. Fluidized bed reactors for anaerobic waste water treatment Water Sciences and Technology, Vol. 24, N 8, 1991. pp. 109-132.

87. Jördening H.-J. Konstruktion und Betrieb eines 500 m3-Fließbettreaktors zur anaeroben Abwasserreinigung, Technik anaerober Prozesse. Techn. Uni. Hamburg-Harburg. 1998. S. 101 -115.

88. Jördening H.-J. Maßstabsvergrößerung und Betrieb von anaeroben Fließbettreaktoren. Zuckerindustrie 121. Nr. 11. 1996. S. 847-854.

89. Küster, Jördening. Betriebserfahrungen mit einem anaeroben Fließbettreaktor zur Behandlung von Zuckerfabrikabwasser, Zuckerindustrie 122. Nr. 12, 1997.S. 934-936.

90. Märkl, H. etal. Mathematical Modeling and Kinetics of Anaerobic Digestion; Wastewater; Technik anaerober Prozesse; Technische Universität Hamburg-Harburg. 1998. S. 69-81.

91. Oliva E. et al. Treatment of waste water at the El Aguila Brewery (Madrid, Spain), Methanization in fluidized bed reactors. Water Science Technology. Vol. 22. N 1/2. 1990. pp. 483-490.

92. Palms et al. Hypothesis for pelletisation in an UASB reactor. Water SA 13. 1987.pp. 69-80.

93. Urban. BMA-Symposium in Clauen: Fließbettreaktor für die anaerobe Abwasseraufbereitung, Zuckerindustrie 122. Nr. 12. 1997. S. 937-938.

94. Vellinga, Hack, Habets. Growth of granular sludge in the BIOPAQ IC-Reactor. Granular anaerobic sludge: Microbiology and Technology. 1987.pp. 211-215.

95. Yspeert, Vereijken. The IC Reactor for anaerobic treatment of Velliriga. Vegtindustrial wastewater. Food Industry Environmental Conference. 1993 .pp. 21-35.

96. Zeeuw, W. Acclimatization of anaerobic sludge for UASB-reactor start-up. PhD-thesis. Agricultural University of Wageningen. The Netherlands. 1984.

97. Zoutfaerg et al. BIOBED®, a successful cross-breed between UASB and fluidized-bed, Biothane Systems International B.V. 1994. pp.587-590.