Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Интенсификация процесса очистки промышленных сточных вод биосорбционным методом

ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Интенсификация процесса очистки промышленных сточных вод биосорбционным методом"

Казанский государственный технологический университет

РГ6

1 7 «и'ДГ»

СИРОТКИМ АЛЕКСАНДР СЕМЕНОВИЧ

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ вод БИ0С0Р5ЦИ0ННЫМ МЕТОДОМ

03.00.23 — Биотехнология

11.00.11 — Охрана окружающей среды п рациональное использование природных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань 1993

Работа выполнена на кафедре химической кибернетики Казанского государственного технологического университета.

Научные руководители

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор 13. М. Емельянов,

кандидат технических наук, доценг В. В. Нагаев

заслуженный деятель науки и техники РТ, доктор технических наук, профессор Н. А. Николаев,

доктор технических наук, профессор Ю. И. Шумяцкий

Ведущая организация

Всероссийский научно-исследовательский институт углеводородного сырья (ВНИИУС)

Защита состоится МЮИЯ

часов иа заседании специализированного совета К 063. 37. 05 при Ксзанском государственном технологическом университете Отзывы в 1 — м экземпляре, заверенные гербовой печатью, просим направить по адресу: 420015, г. Казань, ул. К. Маркса, 68, КГТУ, Ученый совет).

1993 года в.

Автореферат разослан.

1993 г.

Ученый секретарь специализированного еовета, кандидат технических наук старший научный сотрудник

3. Ш. Килсева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность Tei.ni. Расширение и реконструкция промышленного производства, презде всего, химического и нефтехимического, тесно связана с проблемой глубокой. очистки сточных вод и снижения отрицательного воздействия их на окружающую природную среду. При современном состоянии водных объектов требуется болев глубокая очистка сточных вод при их сбросе в водоемы, -'ем при повторном использовании.

Высокой степени очистки можно достичь физико-химической соре тяей на активных углях и других сорбентах.Применение сорбционного метода сдерживается проблемой разработки более эффективных и дешевых способов регенерации адсорбентов.

С другой стороны, широкое распространение для обезвреживания больших объемов промышленных сточных вод получили аэротенки, реализующие биологический метод очиса.-и. Он часто не .выдергивает современных требований к качеству очищенной воды, а также к стабильности и устойчивости их работы.

В связи с этим актуальным является разработка и исследование гетодов интенсификации работы . аэротенков. Одним ■ из самых жономичных и эффективных методов интенсификации, обеспечивающим 'лучшение комплекса технологических и эксплуатационных юказателей, является биосорбционный метод. Он объединяет реимущоства биологического способа утилизации ' загрязнений эзличной природа и адсорбционной обработки сточных вод.

Диссертационная работа выполнена в соответствии . с оординационннм планом Научного совета АН СССР по адсорбции на Э90-1991 г.г. (раздел ~ рубрика 2.15.5.3. Интенсификация лохимической очистки сточных Ьод введением адсорбционной твердой азы).

Целью работы является разработка' и исследование способа ггенсификации существующей технологии .биологической- очистки юмышленшх сточных вод, содержащих разнообразные, в т.ч. жсичные и трудности слящиеся биологически соединения ; [следование механизма процесса биосорбционной очистки; разработка тематических моделей процесса.

Научная новизна. Впервые в практике очистки серосодержащих очшх вод- применен биосорбционвнй метод с использованием в честве адсорбента загрязнений и носителя для микроорганизмов,

ведущих процесс очистки,золи теплоэлектростанций (ТЭС). Изучены сорОшсн-лые свойства золы, а также активированного угля марки УАФ; проанализирована возможность использования их для очистки вода от сульфидов и сероводорода, а также от фенолов и ПАВ.

Показаны преимущества применения биосорбционного метода для очистки сточных вод,содержащих смесь разнообразных соединений, обладающих различным сродством к адсорбции и в разной степени поддающихся биоочистке.

На основе изучения. литературы и анализа экспериментальных данных построены регрессионные модели и разработана структура "к модульное наполнение имитационной модели промышлеш: го аэротенка.

Практическая ценность. Разработан метод интенсификации существующей технологии биоочистки в азротенках, позволяющий при минимальных затратах обеспечить улучшение комплекса технологических и эксплуатационных показателей.

Разработаны схема и методика лабораторных исследований и опытно-промышленных испытаний предложенного метода. Его применение позволяет улучшить качество очищенного стока,а также обеспечить стабильную работу аэротенков и вторичных отстойников в экстремальных ситуациях (залповые сбросы,перепад температуры и рН) и облегчить операцию пуск'4 очистных сооружений после длительного простоя.

Биосорбционный метод внедрен на Казанском научно-производственном объединении "Завод СК им. С.М.Кирова" для очистки тиоколыюй группы стоков с соответствующими изменениями и дополнения® в технологический регламент.

Аппробация получогошх результатов. Основные положения диссертационной работы доложены на Всесоюзном се кош аре "Экологические аспекты в производстве антибиотиков и хим.-фарм. препаратов" (г.П.нза, 1989); Научно-технической конференции "Проблемы промышленной экологии" (г. Черновцы, 1990); VII Всесоюзной конференции "Математические методы в химии (ШХ-7)" (г. Казань, 1991); Шестой межреспубликанской научной конференции студентов вузов СССР "Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений (г. Казань, 1~91); Республиканском научно-техническом семинаре "Мониторинг окружающей среда" (г. Казань, 199Р); Международном симпозиуме "Екология' 92" (г. Бургас, Болгария, 1992), на ежегодных отчетных научно-технических конференциях Казанского государственного

•отологического университета 1990-93 г.г.

По теме диссертации получена приоритетная заявка на патент, 'публиковала 1 статья в сборнике научных трудов, 2 печатные ©тонированные работы, издано. 1 и подготовлено 1 методическое особие.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на <413 границах машинописного текста и состоит из введения,четырех глав, включения, списка литературы, включающего 162 наименования и рилозкений. Работа проиллюстрирована рисунками и А 3 эблицами.

' СОДЕГНШЕ РАБОТЫ

1. Исследование сорбционных свойств активированного угля У<5 и золы ТЗС с целью их щэитеиения для интвпсгаЫкзшт тологической очистки сточшп вод

Для интенсификации процесса' биологической очистки сточных »д в азротешсэх обработку стоков сктившм илом ведут в исутствии мелкодисперсного сорбента. Это позволяет непрерывно нщать сточные воды переменного состава без длительной адаптации кроорганизмов активного ила.

В качестве сорбента - носителя микроорганизмов и поглотителя грязненлй в системах биосороциошюй очистки используются зличные сорбционные материалы (СМ). Общим требованием для--них ляется наличие хорошо . развитой поверхности, обуславливающей гокую сорбционную способность по отношению к специфическим грязнепиям сточной вода.

ifcT.ni были исследованы сорбционные свойства порошкообразного гавиротшого угля (ПАУ) марки УАФ и золы теплоэлектростанций ЗС) на основании полученных изотерл адсорбции.

Изотермы адсорбции ПАУ и золы представлены на рис. 1, 2. »терма для ПАУ УАФ по классификации Брунауэра относится ко II, а классификации Джайлса к 1> -типу; для золы ГЭС - к V' и Б-типу тветствешго. Согласно обеим классификациям, изотермы -1 и 2 октеризуют кехимические т!шы адсорбции. Форма изотермы 1 тверядает наличие развитой системы микропор, а такта детельствует о том, что энергия активации процесса орбция не зависит от степени заполнения поверхности. Фоша термы 2 говорят о тс-ч, что энергия активации возрастает по мере элнения поверхности.

Б

Рис. 1. Изотермы адсорбции Рис. 2. Изотермы адсорбции в * для ПАУ УАФ логарифмическом виде.

О для золи ТЭС

Уравнения изотерм имеют вид:

для угля: Г = 1.76 + 0.3 1® С (1*) о.з р

Г » 57.5 Ср (2)

для золи: 1е г = 0 45 + 0>84 1е с (3)

0.84 Р

Г = 2.818 Ср (4)

Анализ экспериментальных данных (рис.1,2) и аппроксимирующих их зависимостей <1>-(4) позволил сделать вывод о возможности угля удалять большее количество загрязняющих веществ на каждый грамм массы. Меньший угол наклона к оси абсцисс изотермы для угля по сравнению с изотермой для ¿-олы (рис.2) свидетельствует о более высоком значении Г при малых Ср, но малыми значенигш Г при высоких Ср. Таким обргзом, применение угля эффективно для очистку СВ незначительной .загрязненности.

Для оценки сорбци'онной; способности ПАУ и золи по отношению к ецифическим загрязнениям проводились специальные эксперименты, повременно был проанализирован вклад различных процессов, отекающих в зоне интенсивной аэрации, в том числе и адсорбции грязнений на хлопьях активного ила. Результаты экспериментов едставлены в табл.1.

Таблица 1.

Сорбционше эффекты в зоне интенсивной аэрации аэротенка

[Тип и концентрация сорбента ПАУ. УАф] Зола 0.4 Г/Л Активный ил 0.4 Г/Л Отдувка возд. •

Сульфида,нач.,мг/л кон.,мг/л . 17.68 0.0084 |0.02 17.68 2.05 17.68 8.52

СПАВ, нач.,мг/л кон.,мг/л 0.95 0.213 0.6 0.95 0.50 0.95 • 0.63

рН, нач. кон. 9.68 9.0 | 8.9 9.65 8.78 9.60 7.81

Из результатов, представленных в табл.1, видно, что снижение К за счет отдувки и окисления кислородом воздуха весьма значительно, при этом концентрация сульфидов и сероводорода икается не более, чем в 2 раза, а СПАВ - на ~ 32-35 %. ПАУ ладает высокими сорбшонными свойствами, по снижению ХПС и АВ ' (на 78% совместно с окислением кислородом воздуха) ачителыю превосходя другие материалы. В то 'же время активный ил □являет значительную, а зола практически сравнимую с угольной, рбционнуга способность по отношению к сульфидам и сероводороду, ла в присутствии сульфидов практически не сорбирует СПАВ, что, всей видимости, связано со структурой адсорбционной поверхности механизмом ее заполнения.

. Для оценки вклада сорбции в начальный момент времени осорбционной очистки были проведены эксперименты (рис.3 и 4), е совместно с сорбентами (ПАУ, золой) использовался аптированный активный ил. Концентрация ила составлялз 1.35- 1.9 л.

1000

O ri i > 1111111111111111111 ni i п 11 0 2 4 6

t.4

Рис.3. Кинетика ипмоления ХПК при биосорбционной очистке и присутствии ПЛУ: • O.t г/л » 0.5 г/л о 1.0 г/л

1200

1000

800

С а

600

400

аоо

О "'''11111'1.........1 ■ ........

0 2 4 6

к, ч

Рио.4. KííHOTHKO ИЗМ(2Н6НИЯ ХПК при биосорбционной очистке в присутствии золи: » 0.1 г/л • 0.5 г/л о 1.0 г/л

Продстшинишыо но рис. 3 и 4 кинетические кривые могут быть охарокториаогшны тромп областями:

' - область актшшсЯ адсорбции, характеризуемая розним сиижоииом ХПК сточной юли в течение первых 16-25 минут експеримонта, скорооть адсорС^м значительно выао скорости биоокислении. 1 - переходная область, характеризуемая началом активного биоокислония загрязнений из водной фазы, скорости биоокисления и адсорбции общего адсорбциошю-окиолитольного ' процесса соизмеримы. 3 - область динамического равновесия, скорость адсорбции ме гши скорости биоокисления.

Как оцвдувт из рис;, яков 3 и 4, в результате преобладания в начале процесса адсорбции на поверхности и в порах сорбента (область 1) достигается некоторое•сорбционноо равновесие, которое.

го мере микробиологического разрушения растворенного субстрата, [арушается и происходит частичная десорбция загрязноттй с юверхности сорбента (области 2 и 3). Тагам образом будет окислен !есь растворенный субстрат (в случае периодического процесса).

С его помощью хорошо объясняемая основное преимущество иосорбции - устранение "залповых" нагрузок, где определяющей вляется скорость адсорбции на поверхности и в порах сорбента. В лучае применения порошкообразных добавок он~ очегь высока, что вязано с их значительной удельной поверхностью.

• Биосорбциояная очистка сточных вод предприятий химической и нефтехимической промышлзнности

Сточные вода крупных химических и нефтехимичесгапс редприятий, подвергающиеся биологической очистке, характеризуются ломшм и непостоянным составом.

В частности, НПО "Оргсинтез" имеет БОС, на которые постулат' лмстоки, содержащие разнообразные органические примеси - гликоли, зопропилбензол, фенол, ацетон, мегилэтилкетои и др. Кроме того, ,гзким местом" биоочистки является постоянное сверхнормативное держание в очищенной воде синтетических ПАВ (СПАВ) неионогенного зрактера (2.4 мг/л при норма менее 0.5 мг/л), а также взвешенных ществ (22 мг/л при норме менее 20 мг/л).

Лабораторные исследования бкосорбционного метода очистки точных вод НПО "Оргсинтез" дали следующие результаты (табл. 2, i. Они получены в условиях экстремального режима очистки, шзкого к залповому. 1er, с начала эксперимента наблюдалось >вышенное содержание взвешенных веществ, а на четвертые сутки 13ко возросло ХПК поступающей воды за счет увеличения «центрации гликолей. -Виоокисле'ние гликолей идет легче, чем ■илизация фенолов и, тем более, СПАВ',• которые в этом случае юходят биологическую очистку, окисляясь .неполностью. Очищенная -да из промышлегтгых аэротенков на период времени, соответствующий твертым суткам эксперимента, содержала СПАВ в концентрации 2.24 /л, а фенолов - 0.018 мг/л (при норме £ 0.005 мг/л). При этом исутст'вия гликолей в очищенной воде отмечено г<э бшп.

Kík видно из таол ц 2 и 3,биологическая 'очистка з присутствии ля протекает стабильнее практически по всем показателям, чем при бав'""гл! золы. При этом режим очистки- нельзя считать полностью

установившимся в случае 4-х суточного эксперимента.

Таблица 2.

Биологическая очистка в присутствии золы ТЭС (0.5 г/л)

Показатели 1 сутки 2 сутки 3 сутки 4 сутки

вх. выход вх выход вх выход вх. выход.

ХПК , мгОа/л 794 176 441 219 441 186 13&1 174

БПК , мгОд/л 326

.' СПАВ , мг/л 5.25 1.02 5.5 0.34 5.5 0.138 5.1 0.78

фенолы , мг/л 2.28 0.007 6.7 0.008 6.7 0.008 6.4 0.0125

рн 8.3 7.3 7.9 7.3 7.9 7 3 7.5 7.55

взв.вещ., мг/л 37.5 3.32 38.5 4.43 38.5 2.857 19.4 13.9

доза ила , г/л 3.5

ил.индекс, мл/г 205

Таблица 3.

Биологическая очистка в присутствии ПАУ УАФ(0.5 г/л)

Показатели 1 сутки 2 сутки 3 сутки 4 сутки

вх. вход. вх. выход. вх. выход. вх. выход

ХПК , мг0г/л 794 147 441 151.5 441 166 1367 128.8

БПК , мг02/л 326

СПАВ , мг/л 0.404 5.5 0.344 5.5 отсут. 5.1 0.6)7

фенолы ,мг/л 2.28 0.0033 6.7 0.0044 6.7 0.0035 6.4 0.009

РН 8.3 7.6 7.9 7.25 7.9 7.3 7.5 7.55

взв.вещ., мг/л 37.5 5.83 38.5 1.25 38.5 3.5 19.4 6.43

доза ила , г/л 2.7

ил.индекс,мл/г 277

В нормальных условиях эксплуатации и , уголь, и зола обеспечивают нормативный уровень содержания СПАВ в очищенной воде. "Залп" сказывается негативно на показателях очистки, однако ПАУ обеспечивает удовлетворительное состояние системы биосорбшьяной очистки, превосходя по снижению фенолов в 2 раза, а СПАВ в 3.6 раза биологическую очистку в аэротенках. Имели место также положительные результаты' по снижению взвешенных веществ в очищенной вода (табл.2,3).

Зола также обеспечивает снижение СПАВ до нормативных значений. Кроме того, ее присутствие в системе биологической очистки сказывается и на сэдпменгациошшх свойствах активного ила. Он обладает весьма удовлетворительными для данного состава сточных вод и биоценоза активного ила значениями илового индекса.

Очищенный сток после обеих установок не шел запаха и цвета.'

Присутствие разнообразных представителей простейших инфузорий (АБрИЗ-Вса соегага) .различных коловраток, ЫЛопоШз ар., а также морфологические свойства, оцененные путем микроскопирования пробы иловой суспензии, свидетельствовали о нормальном'состоянии активного ила, работающего в сложных условиях очистки.

Область применения биосорбции не ограничивается удалением органич ских веществ. Сточные вода могут быть загрязнены токсичными биохимически стойкими соединениями неорганической природы, ослозкняющими процесс очистки. К таким загрязнителям относятся серосодержащие соединения.

С целью комплексной интенсификации существующего метода очистки сточшх вод производства тиокола в аэротенках на КНПО "Завод СК им. С.М.Кирова" был исследован и внедрен метод Зиосорбции. Оценка сорбционных свойств ПАУ и золы по отношению к зеросодержащим соединениям, результаты которой были приведены зыше, а также учет технико-экономического фактора определили ^пользование в качестве адсорбента-носителя золы ТЭС.

Лабораторные исследования показали следующие результаты:

1. Для достижения ровных степеней очистки биосорбции :ребуется в 1.5-2 раза меньшое время азрации, чем биоочистке.

2. В условиях залповых нагрузок биосорбционная система >бладаот способностью к оамостабилпзации, в то время как система дологической очистки обычно нуждается в снижении нагрузки по ХПК.

Выводы из лабораторных исследований послужили основанием для гроводения опыТно-промшлетшх испытаний (ОПИ).

ОШ проводились на базе аэротенков тиоксьной группы стоков. ■ аэротонки единовременно загружалась зола ТЭС в концентрации 0.4 /л.

В результате ОПИ было показано:

) .Внесение золы в ааротенки позволяот облегчить .туск о~иегяых ооруженМ и быстрое достижение рабочих пирометров очистки посла лителышх простоев но технологичес им причинам. В благоприятных

о

температурных условиях (Т воды 23-24 пуск БОС становится возмопшм при начальных нагрузках, близким к номинальным (по .ПК 550-750 мг/л). При этом ил способен "гасить" кратковременные, но довольно значительные, возмущающие воздействия (увеличение нагрузки) по ХПК.

2. биосорбционная система обладает значительно большей стабильностью и устойчивостью работы в условиэкстремальных ситуаций, таких, как залповые сбросы загрязняющих веществ в токсических концентрациях.

Анализ испытаний при резком изменении качественного состава поступающей воды (биохимический показатель -БП изменился от 0.71 до 0.21) показал, что процесс очистки в биоорбционной системе в такой ситуации стабилизируется самостоятельно при сохранении рабочих нагрузок (рис.5). Для системы биологической очистки требуется снижение нагрузок на активный ил пс ХПК для его адаптации, в противном случае возникает аварийная ситуация; то есть система не может стабилизироваться без внешних воздействий.

Весьма показательны результаты анализа активного ила. На рис.6 отмечено, что иловый индекс при биосорбционной очистке имеет тенденцию к снижению по мере нахождения золы ТЭС в системе, достигая значений 65-70 мл/г, в отдельных случаях до 50 мл/г, что для данного времени года (Т води = 10-12°С) в случае биологической очистки является недостижим!".:. Во время "залпов" иловый индекс при биологической очистке достигает 200-250 мл/г, что ведет ко вторичному загрязнению водоемов. При этом отмечается стабильный прирост биомассы, доза ила возрастает от 2.18 до 2.74 г/л,взвешенные вещества находятся кике нормы - 7-8 мг/л (при норме 12.8 мг/л).

Во время промышленных испытаний отмечено понижение, в очищенном стоке аммонийного азота до нуля и практически стабильная очистка по формалю и формальдегиду.

Микробиологический анализ активного ила свидетельствовал о нормальных функциях бактерий и простейших. Яри микроскояировании были обнаружены простейшие р.Азр1сИзса, р.уоШсеНа, р.Агсе11а и другие, присутствие которых указывают на нормальную шзнедеятельность активного ила.

3» Улучшение комплекса технологических показателей в рабочих режимах биосорбционной очистки по сравнению с биологической очисткой: степс-ни очистки по ВПК ~ 97 %, Солее глубокое снижение

Я 150 •к

В я

3 юо о

50

о П I III II II 1ш К I I II I I I II II И II Ч II 1111 |1 II III I III I М II I II II || II 1,1 I IIII

0 2 А 6 8 '.0 12 1*

исут

ис. 5. Стабилизация работы прошаленного аэротенка биосорбциотшм

методом

* биологическая очистка о биосорбционпзя очистка ХПК поступающей воды 650-700 мг/л БП поступающей воды: до залпа 0.71

после залпа 0.21

15

и

а *

я) в

Ч Г>

а

• 13 в"'О

в п о

г с- 13 i \

с а

с ю

в

Я 5

• I-

§ со-

О

О г: I I ,1 .ь I I, I I I I I I .1 I I I I I 1.1 I. I I I I I |..|„1 I О 10 20 30

«У*

Рис 6. Иловые характеристики в промышленном аэротете в режиме биосорбции я» иловый индекс о доза ила а взвешенные вещества

ХПК (в среднем на 20 %), органолептических свойств очищенной вода. Принципиально улучшаются седиментационные свойства активного ила.

3. Обработка результатов и математическое моделирование процесса биологической очистки сточных вод

Результаты лабораторных и опытно-промышленных исследований метода биосорбции являются материалом для построения детерминированных и экспериментально-статистических моделей.

Результаты промышленных экспериментов рассматривались как измерения параметров случайных процессов и были подвергнуты статистической обработке. Показано,что случайные процессы являются эргодическими на заданном интервале времени, что позволило исследовать их по результатам одной реализации без выполнения дублирующих опытов.

Для описания некоторых закономерно ":тей процесса очистки получены регрессионные модели и проверена их адекватность. В частности, показано, что существует линейная зависимость между ХПК поступающей воды и ХПК очищенной вода, а также между ХПК поступающей воды и концентрацией растворенного кислорода в аэротенке. Показано, что для рассмотренных выборок зависимости

^очад = ^ХПКпоотуп>

Г РТВ= 1 доступ > адекватно описываются уравнениями прямой регрессия, соответственно:

У1 = 28.64 + 0.14Х

У2 = 6.53 - 0.0149Х

Причем ХПК поступающей воды и ХПК очищенной вода коррелируют положительно,а между ХПК поступающей воды и концентрацией растворенного кислорода существует отрицательная корреляция.

Нами разработана структура детерминированной математической модели, построенной на модульном принципе. Составляющие модули предназначены для описания основных процессов, происходящих в аэротенке: потребления субстрата микроорганизмами, масс-опередачи кислорода и субстрата, гидродинамики. В основу детерминированной

:одели положено имитационное моделирование реальных процессов ^логической очистки промышленных стоков. Анализ ряда действующих роизводств позволяет получить обобщенную модель с заложенными труктурными и параметрическими критериями оптимальности. В астности, предлагается переменная структура системы, конкретная онфигурация которой определяется составом и величиной нагрузки а активный ил.

4. Технико - экономическая эффективность промышленного применения бносорбиионного метода

Экономическая эффективность использования метода биосорбции пределена по двум критериям:

1. Соотношение эффекта и затрат.

В этом случае биосорбционную очистку как усовершенствованны.! зхнологический процесс относят к новой технике, а экономический 5фект представляет собой суммарную экономив материально -эхнических, трудовых и финансовых ресурсов в результате роизводства и использования новой техники. Экономия выражается в аде сокращения текущих затрат за счет снюкения себестоимости тетки 1 тыс. м3стоков, в экономии капитальных вложений, трудовых атрат.

2. Предотвращенный экономический ущерб и размеры платежей за ¿бросн загрязняющие веществ в водные объекты.

Этот критерий связан с разработа;.лой системой платежей за дбросы загрязняющих веществ в водные объекты.

При этом результирующий эффикт является суммарным двух зстшх аффектов.

выводы

1. На основе анализа литературны:; данных и сравнительной ушки биологического, адсорбционного и биосорбционного процессов тетки промышленных сточных вод показа: л целесообразность зиме нения биосорбции с использованием в качестве адсорг.-тов »лкодиспорсных (порошкообразных или пылевидных) материалов В> шостве перспективах сорбентов были выбраны активиропзада ип^ь фки.УАФ и зола теплоэлектростанций (ТЭС).

2. Проведен анализ состава сточных вод ряда промышленных юдприятий. В качестве объекта исследования биосорбционног«.

способа очистки приняты сточные воды НПО "Оргсинтез" и тиокольного производства КНПО "Завод СК". Выполнены лабораторные эксперименты по изучению сорбиионной, биологической и биосорбционной очистки загрязненных стоков. Получены изотермы "цсорбции ПАУ УАФ и.золы ТЭС.' По результатам проведенных экспериментов разработан лабораторный регламент процесса биосорбционной очистки тиоколькых сточных вод.

3. Предложен механизм кинетики изменения ХПК в биосорбциочном процессе. Отмечено, что в начальный период времени скорость адсорбции значительно превышает скорость биоочистки. По мере насыщения поверхности адсорбента скорости становятся равными и система переходит в состояние динамического равновесия. Как установлено, это состояние может быть обуслоьлено наличием эффекта биорегенерации сорбента микроорганизмами активного ила. Этим объясняются полученные нами результаты по устранению негативного воздействия залповых нагрузок на работу БОГ

4. На основании результатов лабораторных экспериментов разработана схема и методика опытно-промышленных испытаний метода биосорбции для очистки сточных вод тиокольного производства. Разработаны и приняты заводом изменения и дополнения к промышленному регламенту.

5. Достигнуто существенное улучшение по сравнению с биоочисткой комплекса параметров: технологических показателей водоочистки (ХПК на 20-25%, органолептических свойств очищенной вода, содержания взвешенных веществ - в 1,5-2 раза; иловых характеристик); рехшмных параметров (устойчивость системы очистки при возмущающих отрицательных воздействиях - залповых сбросах, неблагог ^иятных температурных и- рН - условиях, лимите по кислороду, облегчение пуска БОС после простоя).

6. Выполнен статистический анализ результатов промышленного эксперимента. Проверена и принята эргодаческая гипотеза применительно к : полученным статистическим временным рядам. Результаты статобработки представлены в виде корреляционных матриц и уравнений регрессии.

7. Предложены адаптивная математическая модель переменной структуры промышленного аэротенка и реализующий ее программный комплекс. Выполнен машинный эксперимент.по имитации режимов работы аэротенка.

8. Выполнен анализ технико-экономической- эффективности

эедложенного метода интенсификации существующей технологии, учетный экономический эффект от внедрения биосорбционной очистки э заводе CK составил 8,5 млн. руб.

Основное содержание диссертации отражено . в следующих публикациях:

1. Математическое моделирование биосорбционной системы щетки сточных вод / В.В.Нагаев, Л.А.Смирнова, А.С.Сироткин и ¡.//Всесоюзный семинар "Экологические аспекты в производстве гтибиотиков и хим.-фарм. препаратов": Тезисы докладов (7-8 ¡кабря 1989 г., г. Пенза).- Пенза,1989,- С.54.

2. Основы автоматизированного проектирования ишко-технологиче.ских процессов: Лабор.практикум/ В.В.Нагаев, М.Гум ров, Л.А.Сшгрнова.А.С.Сироткин.- Казань:'КХТМ,1989.- 44 с.

3. Математическая модель переменной структуры для исследовани" южных систем промышленной экологии/ В.В.'Нагаэв, В.М.Емельянов, А.Смирнова, А.С.Сироткин, А.А.Бойко // Научно-техническая пференцля "Проблемы промышленной экологии": Тезисы до;ладов :0-24 мая 1991 г., г. Черновцы). - Черновцы, 1991.

4. Математическая модель биологической очистки промышлеиых оков и программный комплекс по ее реализации / А.С.Сироткин, Г.Ешшеев, B.B.Har-ев, С.Г.Мухачев // VII .Всесоюзная конференция атематическив метода в химии ■ (ММХ-7)": Тезисы докладов (28-31 я 1991 г., г. Казань). - Казань, 1991.

5. Системный подход в модолир' занки процессов очистки омышлешшх стоков / А.С.Сироткин, В.В.Нагаев, В.М.Емельянов, А.Вавилин// Массообменше процессы и аппараты химической хнологии: Межвузовский сборник научных трубов. - Казянь, 1991. -

55-59.

6. Сиротюш A.C., Щулаев М.В., Нагаев В.В. Интенсификация оочистки сульфидсодеркащих сточнк- вод порошкообраз1ШМИ рбентами/ Двп. в ФНШИЭИ г. Черкассы, N 37G-xn91 19.08.91.

7. Некоторые аспекты примонения сорбционннх дисперсных териалов • для интенсификации биологической очистки оизводстввтшх сточных вод/ А.С.Сироткин, В.В.1Ьга»з, М.Емельянов, А.М.Гумеров// Международный синпозйуЛ кология'92": Сборник трудов (24-26 сент 1ря 1992 г.. Бцргзс* лгария).- Бургас, 1992. - С. 117-121.

8. Сироткин I..C,, Шулаов М.')., Нагаев В.В. Применение

биосорбционного метода для очистки сточных вод крупных химически? и нефтехимических предприятий/ Деп. в.'ОНЖГЭХИМ г. Черкассы, Ь 301-ХП92 2.10.92.

9. Заявка N 50S6240 с приоритетом от 23.06.92 на "СпосоС очистки сточных вод от серосодержащих соединений". М.Кл.С 02 F / Сироткин A.C., Нагаев В.В., Емельянов В.М..

10. Интенсификация биологической очистки производственных стоков биосорбционным методом / А.С.Сироткин, В.В.Нагаев, В.М.Емельянов, м.В.Шулаев// Республиканский научно-технический семинар "Мониторинг окружающей среды" (17-18 декабря 1992г., г. Казань). - Казань, 1992. - С.

11. Шулаев М.В., Сироткин A.C., Нагаев В.В. Интенсификация процесса обработки сточных вод активным илом в аэротенке// Синтез, исследование, модификация и переработка высокоэффективных соединений: Шестая меяфеспубликанская научная конференция студентов вузов СССР. - Тез. докладов. - Казань. - 1991. - С. 138.

Соискатель

A.C. Сироткин

Заказ 43

Тл^ас ВО зкз.

Офсетная лаборатория KTTj" 4(ОДЯ5, Казань, ул. K.ii&puca, 68