Комплексная система оптимизации технологических процессов аэробной биологической очистки сточных вод

Шекета, Александр Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Комплексная система оптимизации технологических процессов аэробной биологической очистки сточных вод
ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Комплексная система оптимизации технологических процессов аэробной биологической очистки сточных вод"

На правах рукописи

Шекета Александр Николаевич

КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ АЭРОБНОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

03.00.23 — биотехнология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Щелково -2008

003451582

На правах рукописи

Шекета Александр Николаевич

КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ АЭРОБНОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

03.00.23 - биотехнология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Щелково -2008

Работа выполнена в Московском институте коммунального хозяйства и строительства (ГОУ ВПО МИКХиС) Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Павлинова Ирина Игоревна Официальные оппоненты:

доктор технических наук Дадасян Артур Яшарович

кандидат технических наук Пронин Алексей Александрович

Ведущая организация: ОАО «Российский научно-исследовательский

и проектный институт агропромышленного комплекса» (Роснипиагропром)

Защита состоится 21 ноября 2008 г в 10 часов на заседании диссертационного совета по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук Д 006.069.01 во Всероссийском научно-исследовательском и технологическом институте биологической промышленности по адресу: 141142, Московская область, Щелковский район, п/о Кашинцево, ВНИТИБП, Е-таП:упШЬр@таП.ги.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Всероссийского научно-исследовательского и технологического института биологической промышленности

Автореферат разослан 20 октября 2008г. Ученый секретарь диссертацион

кандидат биологических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Проблема оптимального согласования режимов работы элементов технологической схемы аэробной биологической очистки сточных вод в настоящее время является одной из самых важных и актуальных в обеспечении высокого качества очистки сточных вод, Проведенные к настоящему времени научные исследования в основном ограничиваются поиском путей совершенствования конструкторско-технологических параметров основных элементов системы очистки - первичных отстойников, аэротенков, вторичных отстойников. Однако достижение высоких показателей работы этих элементов в отдельности еще не гарантирует обеспечение эффективной работы системы очистки в целом, т.к. существует тесная взаимосвязь между параметрами различных элементов, существенно влияющая на режимы их работы. Поэтому проблема оптимизации функционирования технологических элементов в общей схеме аэробной биологической очистки сточных вод до настоящего времени стоит достаточно остро в повестке дня научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций. Только научно-обоснованный подход к решению вопросов согласования режимов всех составляющих элементных блоков технологической схемы позволит разработать и реализовать мероприятия, обеспечивающие достижение качества очистки сточных вод, заданного природоохранными органами.

Существенный вклад в развитие методов оптимизации технологических процессов и конструктивных параметров систем аэробной биологической очистки сточных вод различного происхождения внесли: C.B. Яковлев, И.В. Репин, В.И. Баженов, Т.А. Карюхина, И.Н. Чурбанова, И.И. Павлинова, A.A. Денисов и другие.

Настоящая диссертационная работа выполнялась в лабораторных условиях и на полупромышленных пилотных установках, смонтированных на действующих очистных сооружениях ряда промышленных объектов. i

Цель и задачи исследования.

Целью настоящей работы являлась разработка научно-обоснованных рекомендаций по комплексной оптимизации технологических процессов аэробной биологической очистки сточных вод.

При выполнении работы были поставлены следующие задачи:

- разработка рекомендаций по оптимальному согласованию и управлению режимами работы отдельных структурных элементов в общей технологической схеме системы очистки сточных вод;

- исследование возможности интенсификации процессов биологической очистки сточных вод путем флоккулирования дисперсных загрязнений биополимерами, выделяемыми микроорганизмами активного ила при его предварительной гидромеханической обработке;

- экспериментальные исследования процессов гидравлики и аэрации водно-иловых смесей в аэрационных сооружениях и изучение механизмов переноса и потребления растворенного кислорода в биологических системах с активным илом;

- получить обобщенные безразмерные критерии оценки процессов циркуляции, перемешивания и окисления в аэротенках с диффузорными аэраторами;

- идентификация доминирующих форм микроорганизмов в аэрационных сооружениях на разных трофических уровнях по питанию и оценка возможности оптимального управления биоценозами на разных этапах очистки;

- определение экспериментальных характеристик гидравлических потоков во вторичных отстойниках и разработка математических моделей процессов отстаивания водно-иловых смесей в системах биологической очистки сточных вод;

- разработка управляющих воздействий на процессы осаждения биомассы активного ила в отстойниках при различных гидравлических условиях их функционирования;

разработка методов регулирования амплитудно-частотных характеристик процессов колебания параметров загрязненности сточных вод на выходе из очистных сооружений для обеспечения заданных параметров очистки в реальных условиях их эксплуатации.

Научная новизна

Изучены механизмы переноса кислорода и полисубстрата в условиях реального процесса биологической очистки, когда бактериальные клетки образуют клоны, входящие в состав более крупных образований - флоккул активного ила.

Изучены закономерности развития видового состава сложных активных илов и на основе результатов микробиологических исследованйй выданы рекомендации по управлению биоценозами микрофлоры аэротенков, прогнозированию параметров биологической очистки и оптимальному управлению технологическими режимами работы очистных сооружений.

Разработаны способы повышения эффективности осаждения дисперсно-коллоидных загрязнений в первичных отстойниках и окислительной мощности аэротенков за счет гидромеханической обработки биомассы активного ила, рециркулируемой из вторичных отстойников в голову очистных сооружений.

Получены зависимости, описывающие процессы пребывания водно-иловых смесей во вторичных отстойниках, и определены значения задержки и сегрегации потоков при различных гидравлических условиях и технологических режимах работы отстойников различных конструктивных схем.

Разработан метод определения эффективности очистки сточных вод путем совместного интегрирования кривых кинетики процессов окисления биогенных элементов в аэрогенке и кривых распределения времени пребывания воды во вторичных отстойниках.

Определены вероятностно-статистические параметры колебаний параметров загрязнений на выходе из очистных сооружений при гармонических и стохастических изменениях этих параметров в сточных водах, поступающих на очистку в реальных условиях эксплуатации.

Разработаны математические модели процессов прохождения колебаний концентраций загрязнений через аэрационный бассейн со смешанными, дисперсными и поршневыми гидравлическими потоками.

Впервые разработаны модели процессов циркуляции, перемешивания и окисления, обеспечивающие возможность масштабирования результатов испытаний опытных и промышленных аэротенков.

Разработан комплекс практических рекомендаций по обеспечению максимальной эффективности аэробной биологической очистки за счет согласования технологических режимов основных структурных элементов биологических систем.

Практическая ценность

Полученные выводы базируются на результатах комплекса экспериментально-теоретических исследований и позволяют с высокой надежностью рекомендовать оптимальные конструктивно-технологические решения при создании систем биологической очистки сточных вод различного происхождения. Разработанные рекомендации могут быть использованы при решении практических задач совершенствования как отдельных функциональных узлов, так и технологических схем биологической очистки в целом с учетом особенностей физико-химических и микробиологических процессов обработки сточных вод различного происхождения.

Научно-практические рекомендации подтверждены материалами теоретических и экспериментальных работ, показавшими высокую степень сходимости, что обеспечивают возможность их надежного использования в производственных условиях с учетом особенностей конкретных видов и характеристик очистных сооружений.

Апробация работы.

На основании проведенных исследований разработана методика повышения эффективности аэробной биологической очистки путем регулирования амплитудно-частотных характеристик по загрязнениям сточных вод предприятий АПК в реальных условиях эксплуатации. Результаты и материалы выполненной работы использованы ОАО «Лизинг экологических проектов» г. Москва при проведении проектно-конструкторских работ при проектировании сооружений по очистке сточных вод г. Саров (Нижегородской обл.), ОАО «ВОДОКАНАЛ» г.Ишим при разработке проектных работ по переоснащению действующих городских сооружений, ООО «Инженерно-архитектурный центр» ДХО ЗАО ТАФ «Архпроект» г. Уфа при разработке проектных работ по разработке и согласованию технологических схем биологической очистки стоков пос. Ярки и Шапша ХМАО.

Материалы диссертационной работы доложены на Международной научно-практической конференции «Научные основы производства ветеринарных биологических препаратов», г. Щелково. 2007 г.; 8-м Международном конгрессе «Вода; экология и технология», г. Москва, 2008; Международной научно-практической конференции «Строительство - 2008», г.Ростов на Дону, 2008; V Всероссийской научно-практической конференции «Экология человека: концепция факторов риска, экологической безопасности и управления риском», г. Пенза, 2008.

Структура и объем диссертации.

Работа состоит из введения, семи глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 121 страницах машинописного текста, содержит 47 рисунка, 10 таблиц и 4 приложения. Библиография включает 162 наименования, из которых 45 на иностранных языках.

Содержание работы

Обзор литературы, посвященный анализу современного состояния вопроса по теме работы, приведен в главе 1. Анализ имеющейся информации

по этой проблеме показал, что необходимы исследования процессов взаимодействия функциональных блоков в составе очистных сооружениях и создания комплексной системы оптимизации технологических процессов, обеспечивающей достижение ПДК, установленных органами защиты природы.

В главе 2 приведено описание объектов исследования, применяемых материалов, методов исследований и способов обработки их результатов. Исследование процессов механической очистки от дисперсно-коллоидных частиц, биохимического окисления загрязнений микроорганизмами активного ила и осаждения биомассы ила при отстаивании водно-иловой смеси производилось на лабораторных и пилотных установках различных технологических схем, смонтированных на действующих промышленных очистных сооружениях. При испытаниях производился контроль физико-химических параметров исходной сточной воды, иловой суспензии и осветленной сточной воды, а также микробиологические исследования составов биоценозов активного ила и сопутствующей ему микрофлоры и процессов формирования флоккул из нитчатых и зооглейных бактерий на электронном и оптическом микроскопах. Результаты испытаний представлялись в виде эмпирических зависимостей между основными параметрами, характеризующими процессы очистки и отстаивания дисперсных систем. На основе анализа уравнений баланса материальных потоков были получены аналитические зависимости, позволяющие прогнозировать основные характеристики и закономерности протекания исследуемых процессов.

В главе 3 приведены результаты исследований по повышению эффективности седиментации дисперсно-коллоидной части загрязнений за счет использования активного ила в качестве источника биофлоккулянтов, выделяемых бактериями ила полимерных веществ. Интенсификация процесса выделения бактериями полимеров осуществлялась с помощью специальной гидромеханической обработки биомассы путем пропускания иловой суспензии через высокооборотные жидкостные насосы и последующей турбулизации

потока в напорной магистрали с размещенными в ней различного рода местными гидравлическими сопротивлениями.

Введение в систему механической очистки гидромеханически обработанной иловой суспензии дает возможность снять дополнительно по взвешенным веществам 19-25% и БПК5 22-33%. Подробные исследования дисперсного спектра сточной воды, поступающей из первичного отстойника на участок биологической очистки в схеме с использованием активного ила в качестве биофлоккулянта, показали существенное изменение дисперсного состава в сторону уменьшения размера твердых включений от 100-120 мкм до 30-55 мкм. В этих условиях обеспечивалась возможность реализации высокоэффективного биохимического процесса окисления загрязнений в аэротенке и формирование хорошо сфлоккулированной и легко осаждающейся во вторичном отстойнике биомассы активного ила.

Результаты исследований показали, что применение комплекса мер по модернизации участка механической очистки позволяет интенсифицировать процесс биологической очистки в аэротенках и достичь снижения степени загрязненности воды на выходе из очистных сооружений по взвешенным веществам и БПК5 на 95% и 98% соответственно. На рис. 1 показано относительное снижение снятых взвешенных веществ и БПК5 в очищенной воде в зависимости от величины энергетического параметра воздействия на активный ил. Видно, что оптимальная степень очистки от загрязнений имеет место при величине энергетического параметра 12-15 кгм энергии на кг биомассы.

Установлено, что величины оптимальных гидромеханических воздействий на иловую суспензию, при которых выход биополимеров и эффективность очистки исходной сточной воды от дисперсных и коллоидных загрязнений максимальны, зависят от характеристик загрязненности исходной сточной воды, концентрации микробной массы в иловой суспензии и концентрации обработанной микробной массы в исходной сточной воде.

Рис. 1. Относительное снижение снятых взвешенных веществ и БПК5 в очищенной воде от величины энергетического параметра воздействия

а>

X £

5 »5

И а|

X "

£ й о о

5 10 15 20 25 30 35 40 Егм, кгм/кг

* Взв. в-ва 0 БПК5

Взв.в-ва. С = 2.10"5.Е3 - 0.0018.Е2 + 0,043.Е + 0,61; Я2 = 0,98 БПК5. БПК5 = 2.10"5.Е3 - 0,0016.Е2 + 0,0372.Е + 0,73; Я2 = 0,95

При проведении работы был выполнен комплекс микробиологических исследований по определению состава биоценоза активного ила и структуры его флоккул при различных интенсивностях гидромеханической обработки иловой суспензии. Результаты проведенного на этой основе микробиологического прогноза параметров очистки полностью подтвердились экспериментальными данными по интегральным

характеристикам сточной воды, полученными при проведении испытаний.

Таким образом, результаты экспериментальных работ убедительно свидетельствуют о том, что предварительная обработка иловой суспензии позволяет существенно снизить нагрузки по органическим загрязнениям на

участок аэробной биологической очистки, повысить эффективность его работы и улучшить качество обработки воды в очистных сооружениях в целом.

Глава 4 посвящена исследованию гидродинамических и массообменных характеристик аэрационных сооружений биологической очистки.

На основе исследований физических моделей получены кинетические закономерности процессов биохимического окисления загрязнений в аэрационном сооружении. Изучение динамических процессов во флоккуле активного ила показало, что отдельные клоны бактерий могут приходить в соприкосновение с окружающей средой в результате внутренних перемещений или разрывов флоккул по межклоновым прослойкам с последующей повторной флокуляцией. Установлено, что динамический процесс формирования флоккул требует определенных затрат энергии на преодоление сопротивления трения между клонами, которые пропорциональны квадрату нагрузки по загрязнениям на ил. В то же время энергетические ресурсы флоккулы растут пропорционально этой нагрузке только в первой степени. Следовательно, наблюдаемая в экспериментах подвижность клонов может реализоваться только в том случае, когда увеличение нагрузки на ил сопровождается снижением вязкости полимеров, образующих межклоновые прослойки во флоккуле. Расчеты показали, что при нагрузках порядка 3-4 г/г ила.сут и концентрации ила 3 г/л вязкость полимера должна приблизиться к вязкости воды, т.е. при более высоких нагрузках должно произойти разрушение флоккул (дефлоккуляция ила). Этот вывод вполне согласовывался с полученными экспериментальными данными: при высоких нагрузках активный ил становился рыхлым, прочность флоккул уменьшалась, их склонность к флокуляции снижалась, а при нагрузках более 3 г/г ила.сут вообще имело место разрушений флоккул.

Таким образом, полученные данные позволяют считать, что скорость процесса передачи кислорода во флоккулу, управляющая кинетикой биоокисления в системах с активным илом, является функцией подвижности клонов, которая устанавливается в результате адаптации активного ила к

условиям внешней среды. Благодаря этому обеспечивается возможность существования ила как биологической системы в широком диапазоне концентраций и нагрузок, имеющем место в практике биологической очистки.

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что потенциальная окисляющая способность бактериальных клеток в свободноплавающем состоянии во много раз превосходит окисляющую способность клеток, достигаемую в системах с флоккулированным активным илом. Следовательно, скорость процесса биохимического окисления органических веществ в системах с активным илом ограничивается стадией диффузии кислорода и субстрата, а не ферментативной активностью микрофлоры. Такие условия, когда скорость собственно биологического окисления мала по сравнению со скоростью транспорта соответствующих реагентов в зону реакции, характеризуются тем, что кинетика реакции описывается уравнением первого порядка относительно лимитирующего реагента:

(1)

где

Б - концентрация субстрата, кг/м3;

кр - константа скорости реакции, с'1.

Однако скорость протекания окислительных реакций, устанавливающаяся в процессе адаптации активного ила к условиям обитания, определяется не индивидуальными, а общими закономерностями функционирования биоценоза. Именно эти закономерности сделали возможным обобщенное описание поведения сложных популяций без учета конкретных особенностей поведения каждого вида бактерий. Лабораторные исследования подтверждают этот факт: закономерности процессов окисления многокомпонентных полисубстратов при биологической очистке практически одинаковы для сточных вод различного происхождения. В соответствии с этими данными кинетика окисления полисубстрата, при постоянной концентрации кислорода в растворе, вполне

удовлетворительно описывается уравнением:

Y =

1 + К,.т

где

7 = S/So - относительная остаточная концентрация загрязнений;

S - остаточная концентрация загрязнений в единицах БПК5, кг/м3;

т - время, с;

Ко - константа скорости изъятия, с"1;

So - начальная концентрация загрязнений в единицах БПК5, кг/м3;

Дифференцирование этого уравнения приводит к выражению, характеризующему скорость изъятия субстрата:

О)

d г

или

? = (4)

ат

Учитывая уравнение (1) можно сделать вывод, что реакция, описываемая уравнениям (3) и (4), может рассматриваться как реакция первого порядка относительно переменной - константы скорости:

k г = Ка.у (5)

При такой интерпретации скорости изъятая загрязнений, величиной, определяющей общую скорость окисления, является константа скорости Ко, которая характеризует активность взаимодействия между микрофлорой и субстратом. Величина этой константы полностью определяется интенсивностью массопередачи кислорода и концентрацией субстрата в начальный момент окисления, т.е. при максимальном потоке субстрата и кислорода к флоккуле. Другой величиной, определяющей скорость окисления и устанавливающейся также в процессе адаптации, является величина уо -потребление кислорода на 1 кг изъятой БПК5 в начальный момент окисления. В соответствии с результатами экспериментальных исследований потребление кислорода при биоокислении может быть с достаточным приближением

описано уравнением:

¥ = ~ (6) Г

где а - энергетический коэффициент, характеризующий энергетические параметры ила при окислении.

Величина энергетического коэффициента зависит от химических свойств субстрата и условий протекания процесса. Однако благодаря видовой адаптации активного ила, т.е. приспособлению его видового состава и ферментной системы к условиям среды, эта зависимость выражена довольно слабо и для различных субстратов значение а меняется в узких пределах (0,4 -0,6). Изложенная интерпретация константы скорости изъятия К0 как величины, отражающей адаптацию ила к экстремальным условиям по нагрузке, в сочетании с представлениями, составляющими основу физической модели массопереноса к хлопку, позволяет объяснить, а в ряде случаев и предсказать некоторые особенности поведения системы «субстрат - активный ил» при изменении условий процесса.

При моделирование процессов циркуляции, перемешивания и окисления в аэротенках был получен критерий скорости восходящего потока водо-воздушной смеси (в.(Зо)1/3- Полученный критерий характерен тем, что он может быть применен для характеристики процессов в многофазных системах, как одномерных (бесконечном объеме жидкости), так и в двухмерных (аэротенках). Установлено, что циркуляционные параметры водо-воздушных потоков являются функциями критерия скорости (и.(2о)1/3 с корректировкой на геометрические характеристики аэротенков.

Расчетно-экспериментальные исследования с использованием критерия (ё-Оо)'/3 обеспечили возможность получения безразмерных критериев процессов циркуляции, перемешивания и окисления, реализуемых в аэротенках с диффузорной аэрацией:

-циркуляции: и---^;

- перемешивания:

- окисления:

- )

Таким образом, установленный расчетно-экспериментальным путем критерий скорости восходящего потока водо-воздушной смеси (б-СЬ)1'3 позволяет получить обобщенные безразмерные критерии оценки скоростных характеристик гидравлических потоков, интенсивности продольного перемешивания и окислительной способности в аэротенках. Полученные данные позволили решить проблему масштабирования результатов испытаний модельных установок при проектировании промышленных аэротенков с помощью обобщающих безразмерных критериев.

В главе 5 рассмотрены пути совершенствования технологии и управления режимами аэробной биологической очистки сточных вод при аэробной биологической очистке сточных вод активным илом в режиме продленной аэрации. Важным преимуществом этого способа очистки является то, что он обеспечивает возможность как управления процессом очистки, так и регулирования количества избыточной биомассы активного ила, а в некоторых случаях — и ее полного исключения.

Бактериальная микрофлора активного ила содержит несколько групп микроорганизмов, имеющих различную функциональную направленность при реализации биохимических процессов усвоения органических загрязнений, и в первую очередь, - азотсодержащих соединений. Поэтому при реализации аэробной биологической очистки в режиме продленной аэрации необходимо полностью реализовать последовательное протекание процессов аммонификации, нитрификации и денитрификации. При этом, правильно сформированный биоценоз активного ила должен обеспечить протекание процесса аммонификации соединений азота в аэротенке-смесителе (на первой

стадии биологической очистки), процесса нитрификации - в аэротенке-вытеснителе (на второй стадии биологической очистки) и процесса денитрификации - на выходе из аэротенка-вытеснителя (на завершающей стадии биологической очистки).

При аммонификации под воздействием микроорганизмов родов Bacillus, Pseudomonas, органический азот переходит в аммиак и его концентрация в сточной воде повышается. Трансформация аммиака в нитриты (NO2), а затем в нитраты (NO3) осуществляется двумя группами нитрифицирующих бактерий: родов, Nitrosococcus, Nitrosospira, которые окисляют аммиак до нитритов, и родов Nitrobacter winogradskyi, Nitrobacter adilis, Nitrococcus mobilis, которые окисляют нитриты до нитратов. Денитрификация окислов азота (нитритов и нитратов), т.е. восстановление их до газообразного молекулярного азота, производится бактериями родов Pseudomonas denitrificans, Pseudomonas aeruginosa, Micrococcus denitrificans, Hyphomicrobium. Для активной жизнедеятельности этих бактерий необходимо наличие нитратов, отсутствие растворенного кислорода и наличие источников энергии (органических углеродсодержащих веществ). Проведенные испытания показали, что содержание микроорганизмов этих основных физиологических групп в составе сложных биоценозов и активность работающей биомассы определяют степень усвоения загрязнений и интенсивность флоккулообразования активного ила.

Исследования показали, что при реализации аэробной биологической очистки активным илом в режиме продленной аэрации обеспечивается также и удаление фосфора из сточных вод. В основу построения модели аккумуляции соединений фосфора активным илом положен тот факт, что при окислении органических загрязнений и биосинтезе микробной массы входящие в состав биоценоза ила Р-бактерии родов Acinetobacter и Spherotilus natans интенсивно запасают соединения фосфора в виде полифосфатов. При аэробной биологической очистке биологическая дефосфатация заключается в переводе фосфора из жидкой фазы (сточной воды) в твердую фазу (активный ил), которая затем удаляется из очистных сооружений.

На практике, как правило, требуется одновременное удаление и азотных, и фосфорных загрязнений. При аэробной биологической очистке это требование выполняется автоматически, т.к. содержание нитратов в рециркулируемом активном иле определяет степень высаливания фосфатов и их содержание в очищенной воде.

Поэтому при проектировании систем очистки необходимо обеспечивать оптимальное согласование режимов работы линии рециркуляции ила и величины исходной нагрузки по загрязнениям, приходящей в аэротенк с подаваемой на станцию сточной водой.

Промышленное внедрение технологии аэробной биологической очистки с продленной аэрацией показало, что она гарантированно обеспечивает степень очистки сточных вод от биогенных элементов (углерод, азот, фосфор) до разрешенного уровня их сбро'са в поверхностные водоисточники 1 категории водопользования.

В главе 6 приведены результаты исследования процессов седиментации смесей сточных вод и активного ила.

Эффективность отстаивания водно-иловых смесей во вторичном отстойнике зависит от двух групп факторов: факторов, характеризующих данную сточную воду, факторов, характеризующих данное сооружение и условия его работы.

При проведении работы разработан метод определения эффективности очистки сточных вод путем совместного интегрирования кривых кинетики процессов седиментации и распределения времени пребывания воды в во вторичном отстойнике.

Решение основано на совместном интегрировании функций С(1) и Е(1) рис. 2. Кривая С(0 выражает зависимость концентрации загрязнения от продолжительности отстаивании в модели отстойника. Кривая Е(1) представляет собой кривую распределения потока по времени пребывания, получаемую на основе результатов испытаний сооружения при помощи трассирующих добавок.

Рис. 2. Совместное интегрирование [СДО.ЕДО] кривой кривой осаждения взвешенных веществ [СЭД и кривой распределения потока в сооружении [ЕЮ]

-•-СЮ -±-Е(() -о-С(1).Е(1)

Зависимость С(1:).Е((:) получается как результат совместного интегрирования кривых С0) и Е(Ч) рис. 2. Площадь ограниченная этой кривой и осью абсцисс выражает количество загрязняющего вещества (например, взвешенных веществ, БПК5 и др), которое выносится потоком воды, выходящим из отстойника.

Данный метод позволяет прогнозировать технологическую эффективность сооружений биологической очистки на основе дифференцированного подхода в оценке гидравлических и седиментационных характеристик.

Экспериментально-расчетные исследования процессов седиментации водно-иловых смесей во вторичных отстойниках позволили установить

основные закономерности, определяющие взаимосвязи между процессами окисления органических веществ в аэротенке и осаждения водно-иловой смеси в отстойнике. Качество выходного потока во вторичном отстойнике в основном зависит от концентрации взвешенных веществ в поступающей из аэротенка смеси X]. Увеличение концентрации активного ила в аэротенке Хь с одной стороны, увеличивает загрузку модуля отстаивания, что, как правило, приводит к увеличению концентрации взвешенных веществ в осветленной воде, с другой стороны, помогает восстановлению дозы активного ила в биологическом процессе. Концентрация взвешенных веществ X] в аэротенке может повышаться из-за роста входного потока взвешенных частиц или увеличения расхода потока возвратного активного ила.

Концентрация Хг возвратного ила влияет на седиментационные характеристики ила, а также на функционирование отстойников тем больше, чем больше расход потока возвратного ила С^. Осадок с хорошими характеристиками отстаивания, т.е. с высокой концентрацией Хг требует меньшее количество энергии для его возврата в аэротенк с целью поддержания необходимого уровня концентрации Х[ в аэротенке.

Расходы потока сточных вод и концентрации загрязнений в них на практике изменяются во времени из-за суточных изменений расходов бытовых сточных вод и режимов работы промышленных предприятий. В биологическом реакторе высокие значения <3 вызывают увеличение нагрузки по загрязнениям на активный ил, что уменьшает возможность полного окисления органических веществ. Во вторичном отстойнике увеличение расхода 0 может вызвать перегрузку из-за больших расходов осадочного потока и срыва установившегося режима осаждения.

Расход потока возвратного ила чрезвычайно важен для поддержания концентрации ила Х1 в аэротенке на необходимом уровне, что исключает образование условий недостатка микроорганизмов в биологической Системе. Расход потока СЬ на очистных сооружениях должен контролироваться, чтобы

сбалансировать различные изменения, возникающие на входящем в очистные сооружения потоке исходной сточной воды.

Важным эксплуатационным показателем является коэффициент отстаивания, равный отношению объема осадка к общему объему вторичного отстойника Уя/У, т.к. он определяет уровень раздела фаз и оценивает характеристики оседания активного ила. Повышение уровня избыточного ила во вторичном отстойнике, выраженное в увеличении отношения Ув/У, может быть следствием повышения концентрации взвешенных частиц Х1 в аэротенке, снижения расхода возвратного ила (21, увеличения концентрации загрязнений в исходной сточной воде.

При разработке математической модели процесса отстаивания во вторичном отстойнике был принят подход - комбинирование упомянутых выше переменных. Полученные, в конечном счете, математические выражения базировались на балансировочных зависимостях механизма отстаивания, процесса роста микроорганизмов и гидродинамики потоков во вторичном отстойнике.

В конечном счете полученное уравнение для отношения объема накопленного ила к общему объему отстойника, определяющего уровень раздела фаз, имеет вид:

Расчетно-экспериментальные данные, полученные при выполнении работы, позволили получить материалы для определения оптимальных конструктивных размеров отстойника и необходимого времени пребывания водно-иловой смеси, когда по условиям сброса заданы допустимые концентрации взвешенных веществ в осветленной воде.

Глава 7 посвящена вопросам оптимизации процессов управления аэробной биологической обработкой сточных вод.

(7)

Важнейшей проблемой получения максимальной эффективности очистки является обеспечение оптимального согласования характеристик аэротенков и вторичных отстойников.

Характеристики активного ила в аэротенке, основными из которых являются его концентрация и иловый индекс, оказывают непосредственное воздействие на конструктивно-технологические параметры вторичного отстойника. Концентрация активного ила на входе в отстойник в основном зависит от объемов аэротенка и величины нагрузки по загрязнениям на активный ил. Увеличение концентрации активного ила в аэротенке при любых нагрузках безусловно приводит к уменьшению его объема (рис. 3, 4). Потребный объем вторичного отстойника при этом увеличивается, но в разной степени:

- интенсивно - при высоких нагрузках;

- слабо - при низких нагрузках.

В результате потребный общий объем сооружений (аэротенк + отстойник) в зависимости от концентрации активного ила в аэротенке изменяется по-разному:

- при высоких нагрузках общий объем имеет минимальное значение при концентрации ила около 3 г/л;

- при низких нагрузках общий объем непрерывно уменьшается по мере увеличения концентрации ила (до проверенных концентраций, равных 6 г/л).

Высокие концентрации нитратов (N-N03") в поступающей на осаждение водно-иловой смеси, способствует развитию процессов денитрификации, в результате которых происходит разложение осевшей и уплотнившейся массы-активного ила и вынос части микробной массы с очищенным стоком. В то же время параметры рециркулируемого в аэротенк возвратного активного ила оказывают непосредственное воздействие на характеристики аэротенка, и в первую очередь на его окислительную мощность, определяющую степень биологической очистки сточных вод.

Рис. 3. Объемы аэротенка и вторичного отстойника и общий объем сооружений (аэротенк + вторичный отстойник) в процессах с высокой нагрузкой

Концентрация активного ила в аэротенке, г/л

■ V аэротанка • V отстойника аУ общий

Аэротенк УВА = -14.468.aj3 + 203,33а;2 - 963,81а; + 1756,1; Я2 = 0,99

Вторичный отстойник Ус = 122,18.Э| +24,182; Я2 = 0,99

Аэротенк + IIотстойник Ут = -13,271.а3 + 194,97.а;2- 832,35.а; + 1788,5; Я2 = 0,98

Рис. 4. Объемы аэротенка и вторичного отстойника и общий объем сооружений (аэротенк + вторичный отстойник) в процессах с низкой нагрузкой

1800 1600 ■£ 1400 | 1200 | 1000

о 800

1 600 о 400

200J

0 1 2 3 4 5 6

Концентрация активного ила в азротенке, г/л

■ V аэротенк —•—V отстойник --к— V общий

Аэротенк: УВЛ = -13,395.а^ + 189,84.а^ - 910,96.а, + 1699,7; R2 = 0,99 Вторичный отстойник: Vc= 123 .а,

Аэротенк + II отстойник: VT = -13,451.aj3 + 190,38.а2 - 890,49^ + 1689,9; R2 = 0,99

Таким образом, оптимизация работы биологической системы аэротенк-вторичный отстойник» требует строго учета характера взаимозависимостей между технологическими параметрами этих основных конструктивных элементов как при проектировании, так и при модернизации очистных сооружений.

По результатам настоящей работы рекомендованы следующие мероприятия для достижения оптимального согласования, обеспечивающего получения максимально возможной степени очистки сточных вод при заданной компоновке очистных сооружений:

- выбор типа аэротенка и его конструктивно-технологических параметров, обеспечивающих оптимальные соотношения нитчатых и зооглейных микроорганизмов в биоценозе активного ила;

- предварительная гидромеханическая обработка биомассы активного ила, используемой для биофлоккуляции дисперсно-коллоидных взвесей поступающих стоков;

- регулирование режимов гидравлических и воздушных потоков, обеспечивающее оптимальное распределение скоростей передачи кислорода, концентраций растворенного кислорода и потребления кислорода активной биомассой;

- управление нагрузкой по загрязнениям на активный ил и повышение окислительной мощности аэротенка за счет оптимального регулирования подачи рециркулируемого активного ила;

- обеспечение оптимальных конструктивных размеров и необходимого времени пребывания водно-иловой смеси во вторичных отстойниках;

- введение в технологическую схему стабилизирующего бассейна для буферизации и парирования амплитудно-частотных колебаний нагрузки на входе в аэрационное сооружение.

ВЫВОДЫ

1. Разработаны научно-обоснованные рекомендации по комплексной оптимизации технологических процессов аэробной биологической очистки сточных вод за счет предварительной гидромеханической обработки биомассы активного ила и оптимизации технологических режимов совместного функционирования аэротенка и вторичного отстойника.

2. Определена возможность повышения эффективности биологической очистки сточных вод от дисперсно-коллоидных загрязнений с помощью биополимеров, выделенных из активного ила.

Установлено, что применение всего комплекса мер по модернизации участка механической очистки позволяет существенно улучшить качество очистки высокозагрязненных сточных вод и снизить концентрации взвешенных веществ и БПК5 в очищенных водах на 95 и 98% соответственно.

3. Установлено, что скорость процесса биоокисления органических веществ в системах с активным илом регулируется стадией молекулярной диффузии растворенного кислорода и полисубстрата, причем интенсивность передачи кислорода является функцией подвижности клонов бактерий внутри хлопков ила, определяемой степенью его адаптации к условиям внешней среды.

4. Установлено, что при аэрации водно-иловых смесей в аэротенке скорость газожидкостной струи резко возрастает по мере погружения аэратора в глубинные слои жидкости, причем скорость подъема воздухо-жидкостной смеси зависит от глубины в гораздо большей степени, чем от расхода воздуха.

5. Разработаны методы улучшения седиментационных характеристик вторичных отстойников за счет оптимизации процессов видовой селекции гидробионтов в аэротенках и рециркуляции биомассы активного ила из вторичных отстойников в голову очистных сооружений.

позволяющие решить проблему масштабирования результатов испытаний модельных установок при проектировании промышленных аэротенков.

7. Разработан графо-аналитический метод определения характеристик потоков сточных вод в отстойниках при их функционировании во всем диапазоне гидродинамических режимов идеального смешения до идеального вытеснения. Рекомендуемый метод может быть использован при паспортизации действующих и проектировании новых очистных сооружений.

8. Разработаны технологические модели процессов седиментации водно-иловых смесей во вторичных отстойниках, основанные на анализе балансовых зависимостей, описывающих процессы роста бактериальной микрофлоры в аэротенках, гидродинамики жидких потоков и механизма осаждения биомассы в отстойниках.

Предложения для практики.

На основании проведенных исследований разработана: «Методика повышения эффективности аэробной биологической очистки путем регулирования амплитудно-частотных характеристик по загрязнениям сточных вод предприятий АПК в реальных условиях эксплуатации». (Утв. Ученым советом МИКХиС, апрель 2008 г., протокол № 8).

2. Результаты и материалы выполненной работы использованы ОАО «Лизинг экологических проектов» г. Москва при проведении проекгно-конструкторских работ при проектировании сооружений по очистке сточных вод г. Саров (Нижегородской обл.) с годовым экономическим эффектом 600 тыс. руб/год; ОАО «ВОДОКАНАЛ» г.Ишим при разработке проектных работ по переоснащению действующих городских сооружений с годовым экономическим эффектом 400 тыс. руб/год; ООО «Инженерно-архитектурный центр» ДХО ЗАО ТАФ «Архпроект» г. Уфа при разработке проектных работ по разработке технологических схем биологической очистки стоков пос. Ярки,и Шапша ХМАО с годовым экономическим эффектом 1200 тыс. руб.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Шекета А.Н., Павлинова И.И. Биологические методы очистки сточных вод от азотных загрязнений. Безопасность жизнедеятельности 2008, № 3, с. 4751.

2. Павлинова И.И., Шекета А.Н., Сироштан И. Интенсификация биологической очистки сточных вод животноводческих комплексов. ВОДА-magazine. 2007, № 3, с. 48-50.

3. Павлинова И.И., Шекета А.Н. Обеспечение надежности и устойчивости функционирования очистных сооружений биологической очистки жидких отходов предприятий АПК. Материалы Международной научно-практической конференции «Научные основы производства ветеринарных биологических препаратов», г. Щелково. 2007г., с. 414-416.

4. Павлинова И.И., Денисов A.A., Фролов. И.Ю., Шекета А.Н. Моделирование псевдоожиженных систем биологической очистки. 8-й Международный конгресс «Вода; экология и технология», г. Москва, 2008, с. 162-166;

5. Шекета А.Н.. Интенсификация процессов аэробной биологической очистки. Международная научно-практическая конференция «Строительство -2008», г.Ростов на Дону, РГСУ, 2008, с. 128-130.

6. Павлинова И.И., Шекета А.Н. Сравнительные исследования стабилизации активного ила при аэробных и аноксических условиях очистки высоконагруженных сточных вод. Материалы V Всероссийской научно-практической конференции «Экология человека: концепция факторов риска, экологической безопасности и управления риском», г. Пенза, 2008, с. 109-111.

7. Павлинова И.И., Шекета А.Н. Динамика процесса контактной стабилизации активного ила. Материалы V Всероссийской научно-практической конференции «Экология человека: концепция факторов риска, экологической безопасности и управления риском», г. Пенза, 2008, с. 111-114.

8. Павлинова И.И., Шекета А.Н., Дрючина М.Н. Повышение глубины очистки сточных вод от азотных загрязнений. Материалы V Всероссийской научно-практической конференции «Экология человека: концепция факторов риска, экологической безопасности и управления риском», г. Пенза, 2008, с. 114-116.

Отпечатано в ООО "Мещера", Московская обл., г. Щелково, ул. Свирская 8а. Тираж 100 экз., заказ № 905

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Шекета, Александр Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность.

Цель и задачи исследований.

Научная новизна.

I >11 > )

Практическая ценность.

Апробация работы.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Биофлоккуляция дисперсно-коллоидных загрязнений на участке механической очистки.

1.2 Гидродинамические и массообменные характеристики аэрационных сооружений.

1.3 Процессы аэробной биологической очистки сточных вод активным илом.

1.4 Процессы отстаивания смесей сточных вод и активного ила.

1.5 Факторы, определяющие эффективность аэробной биологической очистки.

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Глава 2. ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Биофлоккуляция дисперсных загрязнений в первичных отстойниках.

2.2 Гидродинамические и массообменные характеристики аэрационных сооружений биологической очистки.

2.3 Аэробная биологическая очистка в аэрационных сооружениях.

2.3.1 Отработка режимов аэробной биологической очистки с продленной аэрацией в аэротенках различных типов.

2.3.2 Определение оптимальных режимов возврата активного

2.3.3 Микробиологические исследования активного ила в аэротенках.

2.4 Осаждение биомассы активного ила во вторичных отстойниках.

Глава 3. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СЕДИМЕНТАЦИИ ДИСПЕРСНЫХ, ЧАСТИЦ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АКТИВНОГО ИЛА В КАЧЕСТВЕ ИСТОЧНИКА БИОФЛОККУЛЯНТОВ.

3.1 Эффективность аэробной биологической очистки при различных способах обработки исходной сточной воды перед подачей ее в первичных отстойник.

3.2 Эффективность механической обработки исходной сточной воды при различных способах ее обработки перед подачей в первичный отстойник.

3.3 Интегральные характеристики сточной воды при использовании в качестве источника коагулянта предварительно обработанного активного ила.

3.4 Прогнозирование снижения нагрузок по загрязнениям на участок аэробной биологической очистки.

Глава 4. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ И МАССООБМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АЭРАЦИОННЫХ СООРУЖЕНИЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ.

4.1 Кинетические закономерности процесса биологической очистки.

4.1.1 Механизм переноса кислорода и субстрата в системах с активным илом.

4.1.2 Кинетика процесса биоокисления субстрата в азрационных сооружениях.

4.2 Динамика и управление потреблением (респирацией) и растворением кислорода в аэрацнонных сооружениях.

4.2.1 Основы динамики растворенного кислорода.

4.2.2 Определение скорости передачи кислорода.

4.2.3 Определение скорости потребления кислорода.

4.3. Моделирование процессов циркуляции, перемешивания и окисления в аэротепках с помощью обобщенных критериев.

Глава 5. АЭРОБНАЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД АКТИВНЫМ ИЛОМ.

5.1 Разработка технологии аэробной биологической очистки с продленной аэрацией и уменьшением избыточного активного ила.

5.1.1 Биологическая очистка сточных вод от соединений азота.

5.1.2 Дефосфатация сточных вод.

5.1.3 Пути совершенствования методов аэробной биологической очистки.

5.2 Использование микрофауны активных илов для оптимального управления режимами работы системы очистки сточных вод.

5.3 Влияние возврата активного ила в голову технологической линии обработки на функционирование системы очистки сточных вод.

Глава 6. ПРОЦЕССЫ ОТСТАИВАНИЯ СМЕСЕЙ СТОЧНЫХ ВОД И АКТИВНОГО ИЛА.

6.1 Гидравлическая эффективность емкостных сооружений биологической очистки.

6.1.1 Гидравлические характеристики емкостных сооружений.

6.1.2 Эффективность очистки сточных вод в сооружениях аэробной биологической очистки.

6.1.3 Технологическая эффективность сооружений.

6.1.4 Гидравлическая эффективность отстойников.

6.2 Процессы седиментации водно-иловых смесей во вторичных отстойниках.

6.2.1 Экспериментально-расчетные исследования процессов седиментации водно-иловых смесей во вторичных отстойниках.

6.2.2 Экспериментальные исследования седиментационных характеристик вторичных отстойников и способ определения их конструктивных характеристик.

Глава 7. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ АЭРОБНОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ СТОЧНЫХ ВОД.

7.1 Повышение эффективности седиментации дисперсных частиц за счет использования предварительно обработанного активного ила в качестве источника биофлокулянтов.

7.2 Управление процессом очистки сточных вод от азотных загрязнений и контроль степени очистки с помощью измерения редокс-потенциала.

7.3 Использование микрофауны активного ила как потенциального индикатора эффективности процессов очистки сточных вод.

7.4 Регулирование амплитудно-частотных колебаний параметров сточных вод на выходе из очистных сооружений.

7.5 Оптимальное согласование характеристик аэротенков и вторичных отстойников.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Комплексная система оптимизации технологических процессов аэробной биологической очистки сточных вод"

Актуальность проблемы

В настоящее время большую научно-техническую проблему представляет экологическая защита природной среды от загрязнения ее отходами промышленных производств и бытовыми стоками населенных пунктов. Попадание органических и минеральных загрязнений в водные и почвенные бассейны происходит при сбросе коммунальных и промышленных сточных вод, образующихся при реализации технологических процессов производства и переработки продукции и в процессе жизнедеятельности людей. Особенность сточных вод, сбрасываемых на очистные сооружения, состоит в том, что они в значительной степени загрязнены веществами органического и минерального происхождения, находящихся в дисперсной, коллоидной и растворенной формах. Сточные воды содержат в своем составе широкий спектр органических углерод-, азот- и фосфорсодержащих загрязнений, требующих применения различных физико-химических и микробиологических способов изъятия их из сточных вод. Дисперсно-коллоидные загрязнения, находящиеся во взвешенном состоянии, отделяют от сточной воды различными способами в процессе механической обработки (в основном, путем гравитационного осаждения в первичных отстойниках) и выводят из очистных сооружений на иловые площадки. Органические вещества, находящиеся в растворенном состоянии, подвергаются биологическим методам обработки, в процессе которых реализуются биохимические процессы их окисления микроорганизмами активного ила.

Важным обстоятельством при этом является то, что эффективность работы сооружений биологической очистки (аэротенков и вторичных отстойников) во многом определяется физико-химическим составом сточных вод, предварительно прошедших механическую очистку. Процесс усвоения микроорганизмами органического субстрата из поступающей в аэротенк сточной воды протекает наиболее интенсивно, когда органические вещества находятся исключительно в растворенном состоянии. В этом случае облегчается подвод питательных веществ к клеткам микроорганизмов, повышается глубина ферментативного гидролиза, а значит - улучшаются условия п полнота поглощения субстрата клетками бактерий активного ила. В результате растет коэффициент полезного действия биохимического процесса, в аэротенке формируется сфлоккулированный активный ил, хорошо осаждающийся во вторичном отстойнике, т.е. в целом повышается качество очистки, надежность и устойчивость работы очистных сооружений. Поэтому эффективность отделения дисперсных и коллоидных загрязнений на участке механической очистки во многом определяет эффективность работы всех очистных сооружений.

Микробиологические исследования биоценозов активного ила показывают, что ил, функционирующий в аэротенках, имеет сложную и непрерывно развивающуюся структуру. Биоценоз активного ила состоит в основном из микроорганизмов, связанных трофическими и метаболитными процессами, которые лежат в основе биологической очистки сточных вод. Поэтому оптимальное управление смешанными культурами микроорганизмов в условиях биохимического окисления органических загрязнений является одним из наиболее перспективных путей максимального использования окислительной способности микроорганизмов активного ила. В этой связи изучение кинетики роста, жизнедеятельности и отмирания смешанных микробных популяций в биомассе активного ила является актуальной и важной задачей. Целенаправленное регулирование жизнедеятельности микробных популяций способствует снижению содержания патогенной микрофлоры в сточных водах до санитарно-показательных норм и получению максимальной эффективности биохимических процессов окисления микроорганизмами органических загрязнений.

Важное значение имеет также оптимальная организация гидравлических и массообменных процессов в самом аэрационном сооружении. Основными факторами, влияющими на выбор этих режимов, является гидродинамическая схема течения потоков и эффективность процесса насыщения жидкой среды кислородом воздуха, подаваемого системами аэрации. На начальной стадии биологическую обработку сточной воды целесообразно производить путем ее интенсивной аэрации в емкостях смесительного типа. При этом имеет место высокая гомогенизация стоков и интенсивное насыщение кислородом микроорганизмов активного ила. В этих условиях одновременно протекают два процесса — биологическое окисление органических примесей и синтез новых бактериальных клеток. На конечной стадии биологической очистки обработку сточной воды целесообразно производить в вытеснительном режиме, который обеспечивает возможность реализации процессов избирательного лизиса микроорганизмов и снижения за счет этого прироста избыточной биомассы активного ила. Поэтому эффективный процесс биохимического окисления загрязнений " должен предусматривать соответствующую организацию гидравлических и аэрационных режимов по всей длине аэротенка.

Немаловажное значение для работы системы очистки имеет также и оптимальное поддержание концентрации работающей в аэротенке биомассы активного ила за счет его рециркуляции из вторичного отстойника. При этом возврат в голову сооружений активной биомассы должен учитывать не только необходимость поддержания высокой окислительной мощности аэротенка, но и дополнительное загрязнение сточной воды, подаваемой на аэробную обработку.

Правильный выбор эффективных технологических схем очистки и оптимизация составов биоценозов активного ила являются основными путями достижения высоких показателей очистки и снижения избыточных биомасс активного ила.

Создание эффективной многоступенчатой системы очистки требует проведения большого объема научно-исследовательских и доводочных работ для получения оптимальных конструктивно-технологических решений и внедрения их в промышленных масштабах в системах очистки производственных и хозяйственно-бытовых стоков.

Однако, несмотря на актуальность проблемы комплексной оптимизации технологических процессов, реализуемых в системах аэробной биологической очистки, до настоящего времени эта проблема не решена в полном объеме и на должном научно-техническом уровне. Это объясняется тем, что при создании отдельных элементов технологических схем разработчики в первую очередь решают задачи получения их максимальной эффективности, не связывая их с условиями работы других элементов очистных сооружений. Вопросы согласования режимов работы всех участков в едином комплексе системы очиегки остаются, как правило, в стороне, что приводит к недоиспользованшо потенциальных возможностей сооружений биологической очистки. В научно-технической литературе рекомендации по оптимизации характеристик составных частей схем очистки не систематизированы и в каждом конкретном случае эти вопросы решаются разработчиками по-своему, притом не всегда в лучшем виде.

Цель и задачи исследований

При выполнении работы были поставлены следующие задачи: - разработка рекомендаций по оптимальному согласованию и управлению режимами работы отдельных структурных элементов в общей технологической схеме системы очистки сточных вод; исследование возможности интенсификации процессов биологической очистки сточных вод путем предварительного флоккулирования дисперсных загрязнений биополимерами, выделяемыми микроорганизмами активного ила при его предварительной гидромеханической обработке;

- экспериментальные исследования процессов аэрации водно-иловых смесей в аэрационных сооружениях и изучение механизмов переноса и потребления растворенного кислорода в биологических системах с активным илом;

- исследование возможности совершенствования технологии аэробной биологической обработки сточных вод с продленной аэрацией и использованием активного ила для повышения качества очистки и снижения выхода избыточного активного ила из очистных сооружений; идентификация доминирующих форм микроорганизмов в аэрационных сооружениях на разных трофических уровнях по питанию и оценка возможности оптимального управления биоценозами па разных этапах очистки;

- определение экспериментальных характеристик гидравлических потоков во вторичных отстойниках и разработка математических моделей процессов отставания водно-иловых смесей в системах биологической очистки сточных вод;

- разработка управляющих воздействий на процессы осаждения биомассы активного ила в отстойниках при различных гидравлических условиях их функционирования; разработка методов регулирования амплитудно-частотных характеристик процессов изменения загрязненности сточных вод на выходе из очистных сооружений для обеспечения заданных параметров очистки в реальных условиях их эксплуатации.

Научная новизна

Изучены закономерности развития видового состава сложных активных илов и на основе результатов микробиологических исследований выданы рекомендации по управлению биоценозами микрофлоры аэротенков, прогнозированию параметров биологической очистки и оптимальному управлению технологическими режимами работы очистных сооружений.

Разработаны способы повышения эффективности осаждения дисперсно-коллоидпых загрязнении в первичных отстойниках и окислительной мощности аэротенков за счет гидромеханической обработки биомассы активного ила, рециркулируемой из вторичных отстойников в голову очистных сооружений.

Получены зависимости, определяющие время пребывания водно-иловых смесей во вторичных отстойниках, и вычислены значения задержки и ' сегрегации потоков при различных гидравлических условиях и технологических режимах работы отстойников различных конструктивных схем.

Разработан метод определения эффективности очистки сточных вод путем совместного интегрирования кривых кинетики процессов окисления биогенных элементов а аэротенке и кривых распределения времени пребывания воды во вторичных отстойниках.

Разработаны математические модели процессов прохождения колебаний концентраций загрязнений через аэрационный бассейн со смешенными, дисперсными и поршневыми гидравлическими потоками.

Разработан комплекс практических рекомендации по обеспечению максимальной эффективности аэробной биологической очистки за счет согласования технологических режимов основных структурных элементов биологических систем.

Полученные результаты позволяют научно обосновывать конструктивно-технологические решения, принимаемые при проектировании новых и реконструкции действующих сооружений биологической очистки.

Практическая ценность

Полученные выводы базируются на результатах комплекса экспериментально-теоретических исследовании и позволяют с 'высокой надежностью рекомендовать оптимальные конструктивно-технологические решения при создании систем биологической очистки сточных вод различного происхождения.

Разработанные рекомендации могут быть использованы при решении практических задач совершенствования как отдельных функциональных узлов, так и технологических схем биологической очистки в целом с учетом особенностей микробиологических процессов обработки сточных вод различного происхождения.

Научно-практические рекомендации подтверждены материалами теоретических и экспериментальных работ, показавших высокую степень сходимости, что обеспечивают возможность их надежного использования в производственных условиях с учетом особенностей конкретных видов и характеристик очистных сооружений.

Апробация работы.

На основании проведенных исследований разработана «Методика повышения эффективности аэробной биологической очистки путем регулирования амплитудно-частотных характеристик по загрязнениям сточных вод предприятий АПК в реальных условиях эксплуатации». (Утв. Ученым советом МИКХиС, апрель 2008 г., протокол № 8 )

Результаты и материалы выполненной работы использованы ОАО «Лизинг экологических проектов» г. Москва при проведении проектно-конструкторских работ при проектировании сооружений по очистке сточных вод г. Саров (Нижегородской обл.), ОАО «ВОДОКАНАЛ» г.Ишим при разработке проектных работ по переоснащению действующих городских сооружений, ООО «Инженерно-архитектурный центр» ДХО ЗАО ТАФ «Архпроект» г. Уфа при разработке проектных работ по разработки и согласованию технологических схем биологической очистки стоков пос. Ярки и Шапша ХМАО.

Материалы диссертационной работы доложены на Международной научно-практической конференции «Научные основы производства ветеринарных биологических препаратов», г. Щелково. 2007, 2008 гг.; 8-м Международном конгрессе «Вода; экология и технология», г. Москва, 2008; Международной научно-практической конференции «Строительство - 2008», г.Ростов на Допу, 2008; V Всероссийской научно-практической конференции «Экология человека: концепция факторов риска, экологической безопасности и управления риском», г. Пенза, 2008.

Заключение Диссертация по теме "Биотехнология", Шекета, Александр Николаевич

ВЫВОДЫ

6. Впервые получены обобщенные безразмерные критерии оценки скоростных характеристик гидравлических потоков, интенсивности продольного перемешивания и окислительной способности в аэротенках, позволяющие решить проблему масштабирования результатов испытаний модельных установок при проектировании промышленных аэротенков.

7. Разработан графоаналитический метод определения характеристик потоков сточных вод в отстойниках при их функционировании во всем диапазоне гидродинамических режимов идеального смешения до идеального вытеснения. Рекомендуемый метод может быть использован при паспортизации действующих и проектировании новых очистных сооружений.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Шекета, Александр Николаевич, Щелково

1. Алиева P.M., Илялетдинова А.Н. Реализация экологического принципа в микробиологической очистке сточных вод. Изв. АН СССР. 1986, №4, с. 517-527.

2. Ангере И.З., Вилюма А.В. Изменение интенсивности дыхания ассоциаций микроорганизмов в сточных водах свиноводческих комплексов. Соврем. Пробл. Биотехн. Микроорганизмов: Тез. Докл. Конф. Рига, 1987, с. 5

3. Архипченко И.А. Микробиологические аспекты очистки сточных вод. Известия АН СССР, Сер. Биол. 1983, № 4, с. 560-569.

4. Архипченко И.А., Васильев В.Б., Банина Н.Н., Яковлева Н.О. Регуляция активности микробных сообществ в аэротенке с возвратом биомассы. Изв. АН СССР. 1985, № 6, с. 906-912.

5. Баран А.А., Тесленко А.Я. Флокулянты в биотехнологии. Л., Химия, 1990, с. 85-87, 117-139.

6. Барков А.В. Процесс флокуляции активного ила и механизмы деконтаминации в аэротенках. Сб. науч. тр. ВНИИВСГЭ. 1995, № 97, с. 115120.

7. Бейли Дж., Оллис Д. Основы биохимической инженерии. В 2-х частях. М., Мир, 1989.

8. Беккер М.Е. Использование микробной биотехнологии в кормопроизводстве и утилизации отходов. Биотехнология. 1985, № 6, с. 1424.

9. Беляев. А.Б. Биотехнология. М., 1984.

10. Бизей К., Борделиус А., Кабрал С. Иммобилизованные клетки и ферменты. М., Мир, 1988.

11. Богомазов О. А., Машанов А.В., Кобыляпский В.Я. Электрохимические методы биотестирования сточных вод. М., Химия, 1996.

12. Бондарев А.А. Регулирование прироста активного ила в сооружениях биологической очистки сточных вод. Труды института

13. ВНИИВОДГЕО»: «Сооружения для очистки сточных вод и обработки осадков. М., 1987, с. 50-53.

14. Борисенко Е.Г., Тихомирова О.И. Некоторые закономерности культивирования микромицетов па навозных стоках. Микробиологический журнал, 1989, т. 51, № 5, с. 67-71.

15. Брагинский JI.H., Евилевич М.А., Бегачев В.И. Моделирование аэрационных сооружений для очистки сточных вод. Д., Химия. 1980.

16. Быков В.А., Крылов И. А., Манаков М.Н. Биотехнология. Микробиологическое производство биологически активных веществ pi препаратов. М., Химия, 1987, 143 с.

17. Былинки на Е.С. Проблемы масштабного перехода в микробиологической промышленности. 1983.

18. Вавнлин В.А. Анализ модели процесса биологической очистки воды. Химия и технология воды. 1985, № 7, с. 11-14.

19. Вавилин В. А. Время оборота биомассы и деструкция оргпанических веществ в системах биологической очистки. М., Наука, 1986.

20. Варваров В.В., Брындина JI.B., Ильина Н.М. Биологическая очистка сточных вод. Экология и безопасность жизнедеятельности, 1996, № 1, с. 46-48.

21. Введение в прикладную энзимологию. Под ред. И.В. Березина. М., 1982, с. 62-101.

22. Вейцер Ю.И., Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод. М: Стройиздат, 1984.

23. Великанов A.J1. Моделирование процессов функционирования водохозяйственных систем. М., Наука, 1983.

24. Венецианов Е.В. Динамика сорбции из жидких сред. М., Химия,1983.

25. Воробьева Л.И. Техническая микробиология. М., 1987. 370 с.

26. Гарнаев А.Ю., Седых Л.Г. и др. под ред. Кринстонсона М. Биологическая очистка сточных вод и отходов сельского хозяйства. Рига. 1990.

27. Гарнаев А.Ю., Седых Л.Г. и др. под ред. Кринстонсона М. Биологическая очистка сточных вод и отходов сельского хозяйства. Динамические модели. Рига. 1991.

28. Гвоздяк П.И. Иммобилизованные микроорганизмы в очистке сточных вод. В сб. Иммобилизованные клетки в биотехнологии. Пущино, 1987, с. 56-62.

29. Гзовский В. Социальные проблемы охраны окружающей среды. Вопросы экономики. 1985, № 12, с. 99-108.

30. Головлева Л.А. и др. Микробная детоксикация сточных вод коксохимического производства. Микробиология, 1995, № 2 с. 197-200.

31. Голубовская Э.К. Биологические основы очистки воды. М. 1978.

32. Гринберг Т.А. Способность смешанных культур метилотрофных микроорганизмов синтезировать экзополисахариды. Микробиологический журнал. 1987, Т. 49, № 2, с. 52-56.

33. Грищенко С.В., Газиева A.M., Филиппова Н.А. Использование адаптированной микрофлоры для очистки сточных вод. Очистки воды. Тез. Докл. Конф. Киев. 1988, с. 99-100.

34. Гулиа В.Г. Поверхностные явления и некоторые вопросы химической кинетики. М., Химия, 1982.

35. Гуревич Ю.Л. Перспективы использования смешанной культуры дрожжей и бактерий на сложном субстрате. Смешанные проточные культуры микроорганизмов. Новосибирск, 1981, с. 168-181.

36. Гуревич Ю.Л., Ладыгина В.П., Теремова М.И. Деградация техногенных потоков вещества сообществом микроорганизмов и простейших. Известия РАН, 1995, № 2, с. 226-230.

37. Гюнтер Л.И. Влияние технологических параметров работы аэротенков на формирование биоценозов и биохимические характеристикиактивного ила. Научн.тр. Академии коммун, хозяйства им. К.Д. Памфилова, 1976, вып. 105, с. 3.

38. Гюнтер Л.И. Рост и развитие гетерогенной популяции микроорганизмов активного ила в процессе очистки сточных вод. Научн.тр. Академии коммун, хозяйства им. К.Д. Памфилова, 1974, вып. 94, с. 3.

39. Денисов А.А, Блехерман Б.Е., Евдокимова Н.Г. Тонкая структура внеклеточных биополимеров микроорганизмов активного ила //Доклады ВАСХНИЛ, 1988, N 10, с. 39-41.

40. Денисов А.А. Аэробная биологическая очистка сточных вод Вестник сельскохозяйственной науки, 1988, N 8, с. 123-127.

41. Денисов А.А. Гидравлическая эффективность аэротенков. Мясная индустрия. 1996, № 3, с.26-27.

42. Денисов А.А. Повышение эффективности и надежности биологической очистки сточных вод. М. ВНИИТЭИАгропром, 1989.

43. Денисов А.А. Повышение эффективности и надежности биологической очистки сточных вод. В кн.: «Научные основы производства ветеринарных препаратов», Сбор ник научных трудов ВГНКИ ветеринарных препаратов. Москва, 1989, с. 126-130.

44. Денисов А.А. Полунепрерывный режим аэробной биологической очистки сточных вод активным илом. В кн.: «Научные основы производства ветеринарных препаратов», Сборник научных трудов ВГНКИ ветеринарных препаратов. Москва, 1989, с. 131-135.

45. Денисов А.А. Продленная аэрация при аэробной биологической очистке сточных вод активным илом. Вестник сельскохозяйственной науки. 1991, N 7, с. 115-120.

46. Денисов А.А., Щербина Б.В., Семижон А.В. Аэробная очистка сточных вод. Ветеринария, 1995, № 5, с. 48-49.

47. Денисов А.А., Щербина Б.В., Семижон А.В. Очистка сточных вод на животноводческих комплексах. Молочное и мясное скотоводство, 1995, № 4, с. 2-6.

48. Дерягин Б.В., Чураев Н.В., Миллер В.М. Поверхностные силы. М., Наука, 1985.-400 с.

49. Долженко Л.А. Экология биотрансформации при очистке сточных вод. М. Стройиздат, 2001.

50. Ейтс Д. Основы механики псевдоожижения. М., Мир, 1986.

51. Жмур Н.С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. М.:Акварос, 2003.

52. Жмур Н.С. Управление процессом и контроль результата очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. М.:Луч, 1997.

53. Запольский А.К., Баран А.А. Коагулянты и флокулянты. JL, Химия, 1987, 204 с.

54. Иванов Г.Г., Эль Ю.Ф. и др. Повышение эффективности работы крупноразмерных аэротенков. Водоснабжение и санитарная техника. М., 1991, № 1, с. 11-13.

55. Инструкция по лабораторному контролю очистных сооружений на животноводческих комплексах Министерства сельского хозяйства СССР от 17.11.80г.

56. Кожевин П.А. Микробные популяции в природе. М., МГУ. 1989.

57. Кондратьева Е.Н. и др. Фототрофные микроорганизмы. М., изд. МГУ, 1989, 376с.

58. Кощеенко К.А., Суходольская Г.В., Иммобилизация клеток микроорганизмов. Иммобилизованные клетки в биотехнологии. Пущино, 1987.

59. Кумраева А.И.//Колл. ж. 1985 .Т. 47, N6, с. 1186 1190.

60. Лазаренко Е.Н., Баран А, А., Медведев Ю. В. // Колл. ж. 1986. Т. 4.8, N3, с. 571-574.

61. Ламбина В.А. и др. Значение бделловибрионов в регуляции микробных ценозов и процессах самоочищения бытовых сточных вод. Микробиология. 1987, т. 56, с. 860.

62. Ленский Б.ГТ. Проектирование и расчет очистных сооружений канализации. Ростов, 1988.

63. Ливке В. А., Гендрусева Н.П,„ Сенинец Т. В. Предочистка избыточным активным илом сточных вод производств анилинокрасочной промышленности. Химия и технология воды. 1990, Т. 12, N 5, с. 466-463.

64. Литвиненко В.И. Псевдоожижение. Ухта, 1998.

65. Лукиных Н,.А. Биологическая очистка городских сточных вод и перспективы ее развития в России. Материалы Международного конгресса «Вода: экология и технология», М., 1994, с. 819-820.

66. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М., Химия, 1984.

67. Мазур И.И., Молдаванов О.И., Шишов В.Н. Инженерная экология, т. 1. Теоретические основы инженерной экологии. М., Высшая школа, 1996, с. 111-134,202-225.

68. Мамаева Н.В. Изменения состава и численности организмов активного ила в зависимости от условий очистки сточных вод. В сб.ст «Простейшие активного ила». JL, Наука, 1983, с. 125-129.

69. Мартынов С.И. Взаимодействие частиц в суспензии. Казань,1998.

70. Математические модели и методы управления крупномасштабными водными объектами. М., Наука, 1987.

71. Математические модели контроля загрязнения воды. М., Мир, 1981.43

72. Методические рекомендации по гидробиологическим исследованиям навозных стоков в процессе их обеззараживания в водных экосистемах. ВАСХНИЛ. М., 1983, с. 3-18.

73. Механическая и биологическая очистка сточных вод и обработка осадков предприятий агропромышленного комплекса. Сборник научных трудов ВНИИ ВОДГЕО, М., 1986.

74. Моделирование и прогнозирование в экологии. Рига, 1980.

75. Мосичев М.С., Складнов А.А., Котов В.Б. Общая технология микробиологических производств. М., Легкая промышленность, 1982.

76. Мошев В.В., Иванов В.А. Реологическое поведение концентрированных суспензий. М., Наука, 1990.

77. Найденко В.В., Колесов Ю.Ф. Биологическая очистка трудноокисляемых загрязнений сточных вод в аэротенках. Водоснабжение и санитарная техника. 1991, № 4, с. 22-24.

78. Науменко З.С. Изучение особенностей биоценоза активного ила при различных технологических режимах работы аэротенков свинокомплексов. Автореферат диссертации. С.-П., 1994.

79. Общесоюзные нормы технологического проектирования систем удаления, обработки, хранения, подготовки и использования навоза и помета. ОНТИ 17-81, Минсельхоз СССР, М., «Колос», 1983.

80. Одум Ю. Экология. М., Мир, 1986. -376 с.

81. Оптимальное секционирование аэротенка, работающего под нестационарной нагрузкой. Химия и технология воды, 1988, т. 10, № 4, с. 291-294.

82. Ореховский З.Б. и др. Общие критерии развития популяций и их ассоциаций в открытых системах. Смешанные проточные культуры микроорганизмов. Новосибирск, Наука, 1981, с. 107-115.

83. Оценка продолжительности очистки сточных вод в аэротенках и регенерации активного ила. М., Химия и технология воды, 1988, т. 10, № 1, с. 73-85.

84. Пааль JI.JI., Кару Я.Я., Мельдер Х.А. и др. Справочник по очистке природных и сточных вод. М., Высшая школа, 1994, 336с.

85. Павлова И.Б. и др. Применение компьютерной телевизионной морфоденситометрии в изучении микробного антагонизма. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, № 7, 1994, с. 63-66.

86. Павлова И.Б. и др. Электронно-микроскопическое исследование развития бактерий в колониях. Гетероморфный рост бактерий в процессе естественного развития популяции. ЖМЭИ, 1990, № 12, с. 12-15.

87. Печуркин М.С. Смешанные проточные культуры микроорганизмов. Новосибирск. Наука, 1981.

88. Печуркин Н.С. Смешанные культуры микроорганизмов новый этап в развитии теоретической и прикладной микробиологии. Смешанные проточные культуры микроорганизмов. Новисибпрск.Наука. 1981, с. 3-25.

89. Писаренко В.Н. Оценка технологической эффективности работы очистных сооружений канализации. М., Стройиздат, 1990.

90. Победимский Д.Г. Экологическая биотехнология. Казань, 1992.

91. Садовская Г.М., Ладыгина В.П., Теремова М.И. Фактор нестабильности в процессе биодеградации сточных вод. Биотехнология, 1995, № 1-2, с.47-49.

92. Сассон А. Биотехнология: свершения и надежды. М.б 1987, 411 с.

93. Сиденко В.П., Мордвинова Д-И., Яроцкая Н.Е. Микробиологический журнал. 1987, № 48, с. 26-29.

94. Синицын А.П., Райнина Е.И., Лозинский В.И. и др. Иммобилизованные клетки микроорганизмов. М., Изд-во МГУ, 1994.

95. Сироткин А.С. Современные технологические концепции аэробной биологической очистки сточных вод. Казань, КазГУ, 2002.

96. Соловьева Т.Ф., Оводов Ю.С. Липополисахарид-белковые комплексы внешней мембраны грамотрицательных бактерий. Биоорганическая химия. 1983, Т. 9, № 6, с. 64-76.

97. Строительные нормы и правила, Канализация, Наружные сети pi сооружения. СНиП 2.04.03-85. М., Стройиздат, 1986.

98. Сысуев В.В. Современные методы и оборудование для аэрации жидкостей при биологической очистке сточных вод. М. Стройиздат, 1990.

99. Тесленко Я.А., Попов В.Г. Хитин и его производные в биотехнологии. М., 1982.

100. Технические записки по проблемам воды. «Дегремон». т. 1. М: Стройиздат, 1983, с. 61-115, 139-149, 161-203.

101. Технические записки по проблемам воды. «Дегремон». т. 2. М: Стройиздат, 1983, с. 750-823.

102. Тец В.В. и др. Контакты между клетками в бактериальных колониях. ЖМЭИ, 1991, № 2, с. 7-13.

103. Топников В.Е., Вавилин В.А. Биохимическое потребление кислорода для вод различной загрязненности. Водные ресурсы. 1986, № 1, с. 128-133.

104. Цыганов С.П., Тарасепко Н.Ф. и др. Динамика численности микроорганизмов активного ила при аэробной биологической очистке сточных вод. Микробиологический журнал, 1985, т. 47, № 1, с. 36-40.

105. Чупов В.В., Усова А.В., Яковенко И.И. Ковалентная иммобилизация клеток в полимерных гидрогелях. В сб. Иммобилизованные клетки в биотехнологии. Пущино, 1987, с. 114-123.

106. Чурбанова И.Н. Микробиология. М., Высшая школа, 1987, 239стр.

107. Шефтель В.О. Полимерные материалы. Токсические свойства. Л. Химия, 1982.

108. Экологическая биотехнология. Пер. с англ. Под ред. К.Ф.Форстера, Д.А.Дж.Вейза. Л., Химия, 1990, с. 7-36, 90-116.

109. Яковлев С.В и др. Водоотводящие системы промышленных предприятий. М., Стройиздат, 1990.

110. Яковлев С.В. и др. Биологическая очистка производственных сточных вод. Процессы, аппараты, сооружения. М., Стройиздат, 1985.

111. Яковлев С.В. и др. Очистка производственных сточных вод. М., Стройиздат, 1985.

112. Яковлев С.В., Капелюш В.В. Влияние структуры потока в аэротенке на физиологическую активность ила. Труды института «ВОДГЕО»: Механическая и биологическая очистка сточных вод и обработка осадка предприятий агропромышленного комплекса. М,: 1986.

113. Яковлев С.В., Карюхина Т.А. Биотехнологические процессы в очистке сточных вод. М: Стройиздат, 1980.

114. Яковлев С.В., Ленский Б.П. Расчет аэротенков-вытеснителей. Водоснабжение и санитарная техника. 1989, № 3, с. 5-7.

115. Яковлев С.В., Морозова К.Д. и др. Очистка сточных вод в аэротенках-смесителях и аэротенках-вытеснителях. Труды института «ВОДГЕО»: Сооружения для очистки сточных вод и обработки осадков. М., 1987, с. 36-41.

116. Al-Sahwani M.F., Al-Rawi Е.Н. Bacterial extracellular material from brever waste-water for row water treatment. Biol. Wastes. 1989, v. 28, n 4, c. 271276.

117. Andersen J. Aspects Immobilized Cell Sistemes. Process Eng. 1986, 153-176.

118. Benefield L.D. Biological process design for wastewater treatment.1980.

119. Borja R., Alba J., Carrido S.E. Effect of aerobic pretreatment with Aspergillus terreus on the anaerobic digeston of olive-mill wasterwater. Biotechnol and Appl. Biochem., 1995, vol. 22, N 2, p. 233-246.

120. Bulking of activated sludge: Preventative and remedial methods. Editors: Chambers В., Tomlinson E.J., 1982.

121. Cauchi A., Delhuvenne P., Bousseli J.F., Elmerich P. Optimization de la dephosphtation mixte. Station depuration de Blois. Techniques Sciences Methodes. 1996, v. 91, N 5, p. 335-339.

122. Chambers B. Effect of longitudinal mixing and anoxis zones on setteability of activated sludge. In: Bulking of activated sludge: Preventative and remedial methods. Editors: Chambers В., Tomlinson E.J., 1982.

123. Chinesa S.C., Irvine R.L. et al. Feast /Family growth enviroments and activated sludge population selection. Biotechnology and Bioengineering, 1985, vol. XXVII, p. 562-569.

124. Chudoba J. et al. Control of activated sludge filamentous bulking. IV. Effect of sludge regeneration. Water Reseach, 1982, vol. 14, p. 73-93.

125. Clifft R.C., Andrews J.F. Predicting the dynamics of oxigen utilization in the activated sludge process. Journal WPCF, 1981, vol. 53, N 7, p. 1219-1232.

126. Daigger G.T., Grady C.P. The dynamics of microbial growth on soluble subetrates. Water Research, 1982, vol. 16, p. 365-382.

127. Ecoles C.R., Horan N.J. Mixed culture modeling of activated sludge flocculation with a computer controlled fermenter. Adv. Ferment.2.Proc. Conf., London. 1985, p. 51-60.

128. Ericsson L., Aim B. Stady of flocculation mechanisms by observing effects of a complexing agent on activated sludge properties. Kracow. 1989, c. 3138.

129. Errobo L.H., Munch B. Practical application of knowiedge on the survival of pathogenic and indicator bacteria in aerated and non-aerated slurry:

130. Hygienie problems of animal manures. Univ. Hohenheim, Inst. Animal Mtd. And Hyg. Stuttgart. 1983.

131. Filamentous microorganism bulking of activated sludge. News Qart. 1981, v. 31, n. 2, p. 3-4.

132. Forstcr C.F. Factors invoved in the settlement of activated sludge. I. Nutrients and surface polimers. Jour. WPCF, 1985, vol. 19, N 10, p. 1259-1264.

133. Forster C.F., Clarke A.R. The production of polumer from activated sludge by ethanolic extraction and its relation to treatment plant operation. Jour. WPCF, 1983, vol. 82, p. 430-433.

134. Gehr R el al. Removal of extracellular material. Technigues and pitfalls. Water Research, 1985, vol. 17, N 12, p. 1743-1748.

135. Grutch J.F. The S of wast-water treatment environmental science and techology, 1980, vol. 14, p. 276-281.

136. Hamkes H.A. Activated Sludge. In: Ecological Aspects of used-water Treatment. Edited by Curds C.R. and Hamkes Fl.A., vol. 2, Biological Activities and Treatment Processes, 1983.

137. Flejzlar J., Chudoba J. Microbial polimers in the aguatic environment. II. Isolation from biologigally non-purified and purified municipal waste water analisis. Water Research, 1986, vol. 20, N 10, p. 1217-1221.

138. Jeppson U. Modelling aspects of wastewater treatment processes.1996.

139. Ketchum L.H. et al. Ferst cost analisis of sequencing batch biological reactors. Jour. WPCF, 1989, vol. 51, N 2, p. 288-297.

140. Li Dao-hong, Granozarcozug J.J. Structure of activated sludge floes. Biotechnol. And Bioeng. 1990, v. 35, n 1, p. 57-65.

141. Lovett D.A. et al. Activated sludge treatment of abatoir wastewaters. I. Influence of sludge and feeding pattern. Waster Recearch, 1984, vol. 18, N 4, p. 429-434.

142. Lovett D.A. et al. Effect of sludge and substate composition on the settling and devatering characteristics of activated sludge. Water Recearch, 1983, vol. 17,N 11,p. 1511-1515.

143. Mathematical model in biological waste water treatment. 1985.

144. Michiels K., Verreth C. Vanderleyden J. Azospirillum lipoferum and Azospirillum brasilence surface polusacchatide mutants that are affected in flocculation. J. Appl. Bacteriol. 1990, v. 69, n 5. p. 705-711.

145. Microbial Adhesion to Surfaces / Eds. R.C.W. Berceley, J.M. Lynch. N.Y.: Ellis Horwood Ltd. 1980.

146. Modelling of biological wastewater treatment. 1985.

147. Monsan P., Durand G., Navarro J. Methods in Enzymology. 1987, v. 135 B, p. 307-318.

148. Palm J.C. et al. Relationship between organic loading, dissolved oxygen concentration and sludge settledbility in the completelymixed activated sludge process. Jour. WPCF, 1980, vol. 52, N 10, p. 2484-2506.

149. Parker D.S. Assesment of secondary clarification design concepts. Lour. WPCF, 1983, vol. 55, N 4, 350-359.

150. Pellizari E.D., Little L. Collection and analysis of puryeable organics elimited from wastewater treatment plants. 1980.

151. Recherches dans le domaine des ecoulements indusnriels. 1988.

152. Sato Т., Ose Y. Floc-forminh substances extracted from activated sludge by sodium hydroxide solution. Water Research, 1980, vol. 14, p. 333-338.

153. Sezgin M. Variation of sludge volume index with activated sludge characteristics. Water Research. 1982, vol. 16, p.

154. Straver M.H., Smit G., Kijne J.W. Purification and partial characterization of a flocculin from brewer's yeast. Appl. Environ Microbiol. 1994, v. 60, n 8, p. 2754-2758.

155. Takagi H., Kodomak K. // Ibtd. 1985, v. 49, n 1, p. 3151-3157.

156. Tezuka Y.A. Zoogloea bacterium with gelatinous mucopolysacharide matrix. Jour. WPCF, 1983, vol. 45, N 3, p. 531-536.

157. Trevors J.T., van Elsas L.D., Lee H., van Overbeek L.S. Use of alginates and other carrier for encapsulation of microbial cells for use in soil. Microb. Releases. 1992, v. 1, p. 61-69.

158. Tuntoolavest M., Grady C.P.L. Effect of activated sludge operational conditions on sludge thickening characteristics. Jour. WPCF, 1982, vol. 54, N 7, p. 1112-1117.

159. Turner R. Fluidization, London, 1984.

160. Wang D.I.C., Cooney C.L., Deman A.L. Fermentation and Enzyme Technology. 1989, p. 241-350.

161. Williams T.M., Uns R.F. Isolation and characterization of filamentous bacteria present in bulking activated dludge. Appl. Microbiol. And Biotechnol. 1985, v. 22, n 4, p. 273-282.

Информация о работе

Шекета, Александр Николаевич
кандидата технических наук
Щелково, 2008
ВАК 03.00.23

Диссертация

Комплексная система оптимизации технологических процессов аэробной биологической очистки сточных вод - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы