Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Моделирование процессов аэробной биологической очистки сточных вод активным илом

ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Моделирование процессов аэробной биологической очистки сточных вод активным илом"

На правах рукописи

ЦЫГАНОВ Александр Владимирович

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ АЭРОБНОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД АКТИВНЫМ ИЛОМ

03.00.23 - биотехнология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

I <

I

2006 - *

'72!?

На правах рукописи

ЦЫГАНОВ Александр Владимирович

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ АЭРОБНОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД АКТИВНЫМ ИЛОМ

03.00.23 - биотехнология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ХМ

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском и технологическом институте биологической промышленности РАСХН и Московском институте коммунального хозяйства и строительства.

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Денисов Аркадий Алексеевич Научный консультант:

кандидат технических наук, доцент Павлинова Ирина Игоревна

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор кандидат технических наук

Щербина Борис Валентинович Беляева Светлана Дмитриевна

Ведущая организация:

Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии РАСХН г. Москва

Защита состоится 02 декабря 2005г 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.

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

Автореферат разослан ^¿¿ктября 2005г.

Ученый секретарь диссертационного совета РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛ НОТИСА • С.п«п*«и>г йЦгА 09 Щ)

Фролов Ю.Д.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы.

В настоящее время широкое применение нашли методы биологической очистки сточных вод, а именно - методы аэробной биологической очистки с помощью микроорганизмов активного ила. Основными элементами технологической схемы сооружений аэробной биологической очистки являются аэрационные емкости - аэротенки для осуществления биохимических процессов окисления органических загрязнений и вторичные отстойники для отделения активного ила от очищенной сточной воды. Органические вещества, находящиеся в мелкодисперсном, коллоидном и растворенном состояниях, подвергаются биологическим методам обработки, в процессе которых реализуются биохимические процессы их окисления микроорганизмами активного ила.

Эффективность работы очистных сооружений в первую очередь определяется совершенством технологической схемы, оптимальным согласованием режимов работы ее основных элементов (аэротенка и вторичного отстойника) и выбором научно-обоснованных конструктивно-технологических решений в процессе проектировании и строительства.

Поэтому для достижения . высоких показателей очистки, удовлетворяющих требованиям природоохранных органов, необходимо исследование биологических и гидравлических процессов, протекающих в системах очистки при их эксплуатации в промышленных условиях.

Диссертационная работа выполнялась на полупромышленных установках и промышленных объектах, а также в лабораторных условиях в отделе охраны окружающей среды ВНИТИБП, Цель и задачи исследования.

Целью настоящей работы являлась разработка методов расчета сооружений биологической очистки с использованием данных экспериментальных исследований и математических моделей процессов функционирования биомассы активного ила.

При выполнении работы были поставлены следующие задачи:

- экспериментальные исследования функционирования аэротенков при различных нагрузках по органическим загрязнениям сточной воды;

- изучение структуры и особенностей функционирования сложных биоценозов активного ила и доминирующих видов микроорганизмов в аэрационных сооружениях различных технологических схем;

- определение балансов микроорганизмов, кислорода и биогенных элементов субстрата в аэротенке-смесителе и разработка расчетно-экспериментального метода определения его характеристик;

- определение балансов микроорганизмов, кислорода и биогенных элементов субстрата в многосекционном аэротенке и разработка расчетно-экспериментального метода определения его характеристик;

- определение балансов микроорганизмов, кислорода и биогенных элементов субстрата в гетерогенном аэротенке с частичным перемешиванием и разработка расчетно-экспериментального метода определения его характеристик;

- определение балансов микроорганизмов, кислорода и биогенных элементов субстрата в аэротенке-вытеснителе и разработка расчетно-экспериментального метода определения его характеристик;

Научная новизна.

Проведен комплекс экспериментальных исследований по определению характеристик систем биологической очистки и получены эмпирические данные для моделирования процессов биологической очистки сточных вод с помощью активного ила.

Получены уравнения балансов микроорганизмов, кислорода и биогенных элементов субстрата в системах биологической очистки различных технологических схем.

Разработаны математические модели процессов функционирования сооружений аэробной биологической очистки различных типов в широком диапазоне нагрузок на биомассу активного ила.

Выданы рекомендации по выбору характеристик и оптимизации технологических режимов сооружений аэробной биологической очистки сточных вод, загрязненных органическими примесями.

Практическая ценность.

Полученные результаты и выводы базируются на разработанных математических моделях и экспериментальных исследованиях и позволяют с достаточно высокой надежностью рекомендовать оптимальные конструктивно-технологические решения при создании новых и реконструкции действующих сооружений биологической очистки сточных вод различного происхождения. Разработанные рекомендации подтверждены материалами теоретических и экспериментальных работ, показавших высокую степень сходимости, что обеспечивает возможность их надежного использования в производственных условиях с учетом особенностей конкретных видов и характеристик очистных сооружений.

Апробация работы.

На основании проведенных исследований разработаны научно-методические рекомендации по оптимизации характеристик и технологических режимов сооружений аэробной биологической очистки сточных вод активным илом.

Результаты и материалы выполненной работы использованы ГУП «МосводоканалНИИпроект» при проектировании очистных сооружений утильзавода «Эколог» г. Люберцы.

Материалы диссертационной работы доложены на II Всероссийской научно-практической конференции «Окружающая среда и здоровье», г.Пенза, 2005, V Всероссийской научно-практической конференции «Состояние биосферы и здоровье людей» г. Пенза, 2005.

Структура и объем диссертации

Работа состоит из введения, семи глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 119 страницах машинописного текста, содержит 46 рисунков, 5 таблиц и 3

приложения. Библиография включает 144 наименований, из которых 51 на иностранных языках.

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

По современным взглядам решение проблемы оптимизации характеристик систем очистки может быть найдено только с помощью моделирования биологических и гидродинамических процессов, протекающих в очистных сооружениях. Рассмотрены существующие биологические модели, в частности, наиболее часто применяемые модели Моно и Герберта. Проанализированы существующие теоретические и экспериментальные работы по исследованию микробиоценозов сооружений биологической очистки сточных вод и составов поступающего на очистку органического субстрата.

На основе проведенного анализа показано, что активный ил содержит две основные функциональные группы микроорганизмов: флоккулирующие и нитчатые. При этом в зависимости от выбранной технологической схемы обработки сточной воды доминирующую роль могут выполнять те или иные виды микроорганизмов.

Анализ работы существующих систем биологической очистки показал, что при исследовании процесса очистки не следует рассматривать аэротенк, где осуществляется биохимическое окисление, отдельно от отстойника, в котором производится седиментация. Необходимо иметь в виду, что для достижения высокой степени очистки создание благоприятных условий ферментации не менее важно, чем обеспечение соответствующих условий седиментации.

Проведен подробный анализ процессов функционирования активных илов при различных нагрузках по органическим загрязнениям и приведены основные характеристики и особенности указанных выше процессов.

Обзор существующих научных работ показывает, что проблема поиска оптимальных конструктивно-технологических и технико-экономических решений для создания сооружений биологической очистки продолжает оставаться важной и актуальной задачей в настоящее время. На основе проведенного анализа показана необходимость проведения расчетно-экспериментальных исследований процессов аэробной биологической очистки и получения надежных методов моделирования процессов с использованием экспериментальных данных на физических моделях очистных систем при различных условиях их функционирования.

В главе 2 дано описание объектов исследования и рассмотрены вопросы постановки экспериментальных работ, методов исследований и обработки их результатов. Экспериментальные исследования процессов функционирования систем аэробной биологической очитки проводились на моделях периодического и непрерывного действия - в колоннах-реакторах и на пилотных установках.

В промышленных условиях на действующих очистных сооружениях была смонтирована пилотная установка, содержащая блоки очистных сооружений, выполненные с учетом технологического масштабирования.

Технологическая схема пилотной установки представлена на рис. 1. Установка состояла из набора колонн-реакторов, снабженных регулируемой системой мелкопузырчатой аэрации, штуцерами для отбора проб и трубчатыми соединениями друг с другом. Применение пилотной установки позволило не только отработать основные технологические параметры работы блоков очистки (аэротенк-смеситель, аэротенк-вытеснитель, вторичные отстойники), но и определить технологические и гидравлические характеристики работы всей технологической схемы.

Использование современных методов исследования позволило определить влияние на исследуемые процессы различного рода внешних воздействий и оценить эффективность предлагаемых технологических и

конструктивных решений. При проведении экспериментов использовались общепринятые методики, описанные в официальных изданиях.

Сток после

механической очистки Отстойник

Рис. 1. Схема пилотной установки.

Главы 3-7 посвящены исследованию процессов, протекающих в системах биологической очистки различных технологических схем.

При проведении экспериментальных работ на пилотных установках и промышленных объектах были проведены микробиологические исследования структуры и особенностей функционирования сложных биоценозов активного ила и доминирующих видов микроорганизмов в аэрационных сооружениях различных технологических схем. Вид и состав сложных биоценозов аэрационных сооружений определяет выбор

биологических моделей при моделировании гидравлических процессов в очистных сооружениях. Результаты микробиологических исследований показали, что при крайних технологических режимах работы аэротенков -смешения и вытеснения имеют место разные доминирующие группы микроорганизмов: в аэротенках-смесителях - нитчатые формы, в аэротенках-вытеснителях - зооглейные формы.

Экспериментальным исследованиям и теоретическому анализу технологических процессов, протекающих в сооружениях с различными типами аэротенков, подвергались схемы систем счистки, с аэротенком-смесителем (изолированным и многосекционным), гетерогенным аэротенком частичного перемешивания, аэротенком-вытеснителем поршневого типа.

Экспериментальные исследования моделей различных технологических схем проводились при различных нагрузках по органическим веществам на активный ил - высоких, средних и низких.

Аэротенки смесительного типа (главы 3,4).

Получена экспериментальная зависимость возраста активного ила от удельной органической нагрузки, которая показывает, что при уменьшении органической нагрузки рост микроорганизмов замедляется (из-за недостатка питания) и в результате возраст активного ила увеличивается. При малых нагрузках наступает период антагонизма, когда микроорганизмы начинают поедать друг друга.

Полученные в экспериментах данные показывает, что с увеличением илового индекса биомасса активного ила становится более рыхлой и при том же расходе возвратного ила его фактическая концентрация уменьшается. Полученная зависимость позволяет по величине илового индекса определить концентрацию биомассы в рециркулируемом активном иле. Иловый индекс является важным параметром биологической очистки и поэтому целесообразно определять его экспериментальным путем на пилотной установке или на промышленных сооружениях.

Величина илового индекса для различных видов сточных вод при различных удельных органических нагрузках приведена в таблице 1.

Таблица 1

Величина илового индекса для различных видов сточных вод при

разных удельных нагрузках на активный ил.

Удельная органическая нагрузка, кг БПК5/ кг АСВ в сутки > 0,05 < 0,05

Иловый индекс, л/г

Хоз-фекальная сточная вода 100 75

Сточная вода с небольшим содержанием промышленной органики 100-150 75-100

Сточная вода со значительным содержанием промышленной органики 150-200 100-150

На основе полученных экспериментальных данных было проведено расчетно-экспериментальное определение параметров технологических процессов.

Результаты расчета изменения концентрации субстрата на выходе из аэротенка в зависимости от степени разбавления для различных коэффициентов сепарации отстойника показали, что чем больше разбавление сточной воды в аэротенке, тем интенсивнее перемешивание в аэротенке, меньше среднее время пребывания сточной воды в нем и, следовательно, тем .

хуже очистка (больше концентрация субстрата в очищенной воде на выходе из аэротенка). При этом с уменьшением коэффициента сепарации <

отстойника имеет место улучшение условий отстаивания и показателей очистки на выходе из очистных сооружений. Концентрация субстрата в очищенной воде на выходе из аэротенка в значительной степени зависит от величины коэффициента сепарации отстойника. При времени пребывания смеси сточной воды и активного ила в аэротенке в течение несколько часов, которое имеет место при высокой нагрузке, коэффициент сепарации отстойника имеет особенно значительное влияние на концентрацию

субстрата. Напротив, для низких значений степеней разбавления, соответствующих времени пребывания более 10 часов при низкой нагрузке, коэффициент сепарации отстойника имеет незначительное влияние на концентрацию субстрата на выходе из аэротенка.

Результаты расчета изменения концентрации биомассы на выходе из аэротенка в зависимости от степени разбавления для различных коэффициентов сепарации отстойника показали, что с увеличением степени разбавления концентрация биомассы вначале плавно растет, а затем резко падает. Полученная картина соответствует кривой Герберта, когда вначале имеет место рост микроорганизмов а затем наступает фаза отмирания. С уменьшением коэффициента сепарации отстойника растет плотность рециркулируемой биомассы и, соответственно, ее концентрация в аэротенке. Полученные данные свидетельствуют о том, что максимально возможная концентрация биомассы в значительной степени зависит от коэффициента сепарации отстойника.

На рис. 2 приведены результаты расчета эффективности очистки в зависимости от среднего времени пребывания сточной воды в аэротенке при степени рециркуляции 0,9 для различных коэффициентов сепарации отстойника. Видно, что с увеличением среднего времени пребывания вначале имеет место резкий рост эффективности очистки за счет интенсивного потребления микроорганизмами легко усваиваемого субстрата. После этого рост эффективности очистки замедляется и, наконец, практически прекращается, оставаясь далее постоянным. С уменьшением коэффициента сепарации отстойника плотность осадка в нем увеличивается, в результате чего количество подаваемой в аэротенк с рециркуляцией и работающей в нем биомассы увеличивается, что приводит к улучшению качества очистки.

Рис. 2. Зависимость эффективности очистки г| от времени пребывания т для различных значений а

£ с? 5

8 V О

о

Я а я

и

•е-•е-

со

0,1

1 10 Время пребывания т, час

100

■а=0 — а=0,3-а=0,5 — а=0,8

На рис. 3 приведены результаты расчета эффективности очистки в зависимости от среднего времени пребывания сточной воды в аэротенке при коэффициенте сепарации отстойника 0,9 для различных степеней рециркуляции. Видно, что с увеличением среднего времени пребывания сточной воды в аэротенке эффективность очистки растет, как и в предыдущем случае. С увеличением степени рециркуляции возрастает количество работающей в аэротенке биомассы и, как следствие, возрастает эффективность очистки сточной воды от загрязнений.

Рис. 3. Зависимость эффективности очистки г| от времени пребывания т для различных значений В

Время пребывания т, час -в=0,98 — в=0,9 —в=0,5 — в=0

¿гт.(1-«/?)+(!-а)

Таким образом, эффективность очистки очень чувствительна к изменениям коэффициента сепарации отстойника и степени рециркуляции при времени пребывания в течение нескольких часов, т.е. для процессов с высокой нагрузкой. Напротив, это влияние мало ощутимо для времени пребывания более 10 часов для процессов с низкой нагрузкой.

Следовательно, при проектировании очистных сооружений необходимо рекомендовать:

- наибольшие степени рециркуляции, ограничиваемые максимально возможной концентрацией биомассы в аэротенке, достаточной для жизнедеятельности микроорганизмов при данной концентрации кислорода и оптимальных условий по удельной органической нагрузке;

- минимально возможную величину коэффициента сепарации отстойника за счет обеспечения оптимальных условий флоккулирования ила во вторичном отстойнике.

Результаты испытаний и аналитические расчеты показали, что увеличение времени пребывания смеси сточной воды и активного ила в аэротенке всегда благоприятно в плане достижения повышенной степени очистки. При этом выигрыш по эффективности очистки более высокий для процессов при высокой нагрузке, чем при реализации процессов полного окисления. Увеличение времени пребывания более 10 часов не приводит к повышению эффективности очистки, но влияет на качество активного ила: при большом времени пребывания активный ил более стабилен и имеет малую способность к брожению, т.к. процесс физиологически находится в стадии эндогенного метаболизма.

На рис. 4 приведены результаты расчета эффективности очистки в зависимости от среднего возраста активного ила. Установлено, что существует предельный во^аст активного ила, ниже которого очистка прекращается и происходит вымывания биомассы. С увеличением среднего возраста активного ила степень очистки до определенных пределов (примерно до 12-14 суток) улучшается, т.к. скорость осаждения его в отстойнике увеличивается. После этого дальнейшее увеличение возраста ила становится экономически неоправданным, т.к. уже не приводит к улучшению очистки.

Рис. 4. Зависимость эффективности очистки»] от среднего возраста активного ила ть

Возраст активного ила ть, час

Выводы, полученные из анализа приведенных данных, показывают, что при малых величинах возраста активного ила его увеличение оказывает значительное влияние на эффективность очистки.

Модельные исследования многосекционных аэротенков-смесителей показали, что общий объем сооружений снижается при увеличении количества секций, т.к. при этом уменьшается интенсивность осевого перемешивания в аэротенке. Выигрыш общего объема многосекционного аэротенка особенно значителен при переходе от одной к двум ступеням: общий объем двухсекционного аэротенка составляет 74,9% объема одноступенчатого; при переходе к пятисекционному аэротенку общий объем уменьшается менее значительно - до 63,4 %.

Аэротенк гетерогенного типа (главы 5,6).

Для аэротенков этого типа, реализующих технологический процесс, промежуточный между перемешиванием и поршневым движением, важным параметром является критерий Пекле, характеризующий степень диффузионности потока.

В работе приведены результаты расчета с использованием биологической модели Герберта относительной концентрации биомассы и относительной концентрации субстрата по длине аэротенка при различных числах Пекле. Расчет производился с использованием постоянных коэффициентов, полученных при проведении испытаний моделей аэротенков. Полученные результаты свидетельствуют о том, что по длине аэротенка относительная концентрация микроорганизмов растет, причем интенсивность роста зависит от величины критерия Пекле: с уменьшением критерия Пекле, которое обратно пропорционально коэффициенту осевой диффузии, интенсивность диффузионных процессов возрастает, в результате чего относительная доля микроорганизмов, приходящихся на единицу массы загрязнений, также возрастает. Относительная концентрация субстрата по длине аэротенка падает ввиду его поглощения микроорганизмами активного ила в процессе движения смеси сточной воды и активного ила по длине аэротенка. В то же время при уменьшении критерия Пекле возрастает интенсивность диффузионных процессов, в результате чего интенсивность поглощения субстрата биомассой микроорганизмов увеличивается и относительная доля субстрата снижается.

При выполнении работы выполнен расчет снижения относительной концентрации субстрата и относительной концентрации биомассы по длине аэротенка с поршневым потоком с использованием биологической модели Герберта при различных степенях рециркуляции активного ила. Расчет показал, что относительная концентрация субстрата падает по длине аэротенка вследствие ее поглощения биомассой активного ила, причем увеличение степени рециркуляции приводит к росту количества биомассы в

аэротенке и, соответственно, к снижению концентрации субстрата в нем. Относительная концентрация биомассы по длине аэротенка меняется незначительно, при этом она существенно зависит от степени рециркуляции: с увеличением степени рециркуляции растет и относительная концентрация биомассы в аэротенке. Параметрическая зависимость относительной концентрации биомассы в аэротенке от степени рециркуляции показывает, что она растет почти пропорционально росту расхода рециркулируемой иловой смеси.

Задача расчета состоит в определении коэффициента осевой диффузии. Экспериментальные результаты, полученные трассированием на пилотных установках и на промышленных сооружениях, были использованы для поиска необходимых корреляционных зависимостей. Диффузионная поршневая модель, полученная путем расчета, хорошо коррелирует с кривыми отклика, полученными при импульсной подаче трассатора.

Сравнение результатов гидравлических испытаний секционированного аэротенка-смесителя с аэротенком-вытеснителем показали, что кривые отклика при импульсном трассировании аэротенков близки между собой. Это показывает, что с технико-экономической точки зрения выгодно строить очистные сооружения с секционированными аэротенками-смесителями, реализующие смесительно-вытеснительный режим, чем с аэротенками поршневого типа, реализуюшеми чисто вытеснительный режим.

Результаты расчета зависимости коэффициента осевой диффузии от среднего времени пребывания смеси сточной воды и активного ила в аэротенке показывают, что коэффициент осевой диффузии практически не зависит от времени пребывания смеси сточной воды и активного ила в аэротенке, что свидетельствует о стационарности диффузионных процессов в аэрационных сооружениях.

В результате проведенных расчетов были получены следующие выводы:

1. Значительные колебания средней скорости смеси сточной воды и активного ила не влияют на значение величины коэффициента осевой диффузии. В этом случае, если другие переменные остаются постоянные, то число Пекле линейно изменяется с реальным расходом в аэротенке.

2. Значение коэффициента осевой диффузии сильно зависит от расхода воздуха на аэрацию. Установлено, что коэффициент корреляции экспериментальных и расчетных зависимостей между коэффициентом осевой диффузии и расходом воздуха на аэрацию равен 0,86 при всех видах аэрации, начиная с мелко- и кончая крупнопузырчатой аэрацией. Полученные данные свидетельствуют о том, что с ростом расхода воздуха на аэрацию интенсифицируется процесс перемешивания смеси сточной воды и активного ила в аэротенке и процессы осевой диффузии в жидкой смеси соответственно также усиливаются.

Аналитические зависимости относительных величин коэффициента осевой диффузии от удельного расхода воздуха хорошо коррелируют с экспериментальными данными (степени корреляции 0,91 и 0,89 соответственно). Они показывают, что относительные величины коэффициента осевой диффузии имеют прямо пропорциональную зависимость от удельного расхода воздуха. Это еще раз подтверждает сделанный на основе предыдущих данных вывод о том, что с ростом расхода воздуха на аэрацию интенсифицируется процесс перемешивания смеси сточной воды и активного ила в аорсменке и процессы осевой диффузии в жидкой смеси соответственно также усиливаются.

Аэротенк-вытеснитель с поршневым потоком (глава 7).

В процессе проведения испытаний был выполнен комплекс экспериментальных работ по определению параметров очистки на технологических моделях, имитирующих условия работы аэротенка-вытеснителя.

Результаты испытаний показали, что для возраста активного ила в аэротенке в диапазоне 2-3 суток имеет место максимальная величина илового

индекса, т.е. минимальная концентрация активного ила в иловой смеси (вспухший ил). В этом случае имеют место оптимальные условия очистки -реализуется логарифмическая фаза роста микроорганизмов, что сопровождается интенсивным усвоением субстрата. Однако при этом имеет место максимальный прирост биомассы активного ила, что влечет за собой необходимость его последующей утилизацией. Полученная зависимость скорости седиментации во вторичном отстойнике от возраста активного ила показала, что с увеличением возраста активного ила до 10-12 суток скорость седиментации интенсивно возрастает, что свидетельствует о достижении оптимальных условиях отстаивания иловой смеси во вторичном отстойнике.

Экспериментальная зависимость концентрации дисперсных микроорганизмов в очищенном в аэротенке стоке от возраста активного ила свидетельствует о том, что с ростом возраста ила до 3-х суток процентное содержание дисперсных микроорганизмов в воде, выходящей из аэротенка во вторичный отстойник, резко падает. При дальнейшем увеличении возраста активного ила концентрация дисперсных микроорганизмов остается практически постоянной, лишь незначительно увеличиваясь с увеличением возраста ила. Эти результаты объясняют причину того, что с увеличением возраста ила его седиментационные характеристики улучшаются. Определение характера изменения процентного состава неассоциированных во флоккулы микроорганизмов в зависимости от возраста активного ила показало, что при возрасте активного ила от 4 до 9 суток седиментационные характеристики флоккул активного ила наиболее благоприятные. При возрасте активного ила более 9 суток имеет место процесс дефлокуляции, который выражается в уменьшении размеров флоккул и увеличении количества мелких агломератов сфлоккулированных бактерий, отделившихся от флоккул («щипанный ил»).

Результаты работы показали, что зависимость илового индекса имеет оптимум по величине удельной органической нагрузки: при нагрузке 0,35 кг БПК5/кг АСВ в сутки величина илового индекса минимальна, т.е. прирост

биомассы в аэротеике минимален и проблема вывода и утилизации избыточного ила может решаться наиболее просто. Полученные данные по иловым индексам при различных величинах нагрузки в широком диапазоне ее изменения показывают, что при чрезмерно малых нагрузках имеет место полное окисление органических веществ, при средних нагрузках окислительный процесс ослабляется, затем при дальнейшем росте нагрузок он интенсифицируется, а при достаточно высоких нагрузках снова ослабляется. Испытания при различных температурах (20 и показали,

что при высоких температурах идет смещение указанной выше зависимости в сторону более высоких (примерно в 2 раза) нагрузок, что свидетельствует о том, что более высокие температуры (в пределах исследованных) позволяют повышать нагрузки по органическим загрязнениям.

Сравнение данных обработки активным илом по величине органической нагрузки позволило установить зависимость удельной нагрузки по загрязнениям от степени разбавления исходной сточной воды при различных степенях рециркуляции. Установлено, что при увеличении степени разбавления сточной воды в аэротенке растет нагрузка по загрязнениям на активный ил при любых степенях рециркуляции. С уменьшением степени рециркуляции, естественно, нагрузка на активный ил еще более увеличивается, т.к. количество биомассы в аэротенке уменьшается.

Математические модели процессов в системах очистки.

На основе анализа уравнений балансов микроорганизмов, кислорода и биогенных элементов субстрата в аэротенках различных технологических схем были получены математические модели процессов, позволяющие установить зависимости между параметрами систем очистки. Математические модели процессов в аэротенках всех исследованных технологических схем в полном объеме приведены в диссертации.

Математические модели процессов в аэротенке-смесителе:

- процесс смешения исходной сточной воды и рециркулируемого ила:

- процесс удаления загрязнений из сточной воды в аэротенке:

Л = л *,-т(1-ерМ1-1) •Ьо-кМ\-ар)-{\-р)

- процесс окисления субстрата в аэротенке:

^0Ог_(а0 к0х

^ си у а Х+Хц

ХУ

- процесс синтеза микробной массы в аэротенке:

х = -.

^ а х + с

- процесс прироста избыточного активного ила:

Мь

- эффективность очистки сточных вод:

х, к2т(\-ар)+(\-р)

Для применения полученных математических моделей в практических расчетах сооружений «чистки потребовалось проведение комплекса экспериментальных испытаний физических моделей для получения эмпирических коэффициентов, устанавливающих количественные соотношения между параметрами очистных сооружений.

В результате выполнения работы были разработаны расчетно-экспериментальные методы определения характеристик станций биологической очистки с аэротенками указанных выше технологических схем. Алгоритмы расчетов станций очистки и рекомендации по их использованию при проектировании и строительстве новых и реконструкции действующих сооружений аэробной биологической очистки подробно и в полном объеме приведены в диссертационной работе.

Таким образом, результаты выполненной работы позволили теоретически разработать и экспериментально подтвердить модели

технологических процессов в сооружениях аэробной биологической очистки и научно обосновать выбор основных конструктивно-технологических характеристик в практике проектирования и реконструкции очистных сооружений.

ВЫВОДЫ.

1. Разработаны математические модели процессов функционирования систем аэробной биологической очистки различных технологических схем, включающих аэротенки-смесители, Аэротенки-вытесненители и гетерогенные аэротенки, реализующие промежуточные режимы работы и выданы рекомендации по выбору оптимальных геометрических и технологических параметров основных элементов очистных сооружений, включая аэротенки, вторичные отстойники и контуры рециркуляции активного ила.

2. Проведен комплекс экспериментальных исследований моделей систем биологической очистки и определены зависимости эффективности очистки от концентраций субстрата и биомассы, нагрузки на активный ил по органическим веществам, среднего времени пребывания смеси в аэротенке, возраста активного ила, степени рециркуляции активного ила, коэффициента сепарации вторичного отстойника и коэффициента респирации кислорода в аэротенке.

На основе теоретических и экспериментальных результатов работы установлено, что эффективность биологической очистки главным образом зависит от степени совершенства биохимических процессов окисления субстрата микроорганизмами активного ила и гидравлических характеристик технологической схемы системы очистки, включающей аэротенк, вторичный отстойник и рециркуляционный контур.

3. Разработаны алгоритмы расчета станций биологической очистки, базирующиеся на применении созданных математических моделей биохимических и гидродинамических процессов с использованием эмпирических коэффициентов, полученных экспериментальным путем.

4. Получены аппроксимирующие зависимости, с высокой степенью достоверности описывающие полученные экспериментальные данные, что позволяет достаточно надежно использовать их для обоснования конструктивно-технологических решений при проектировании новых и реконструкции действующих сооружений аэробной биологической очистки.

5. Определены основные направления совершенствования систем аэробной биологической очистки различных технологических схем, реализующих различные по характеру гидравлические процессы в сооружениях аэробной обработки сточных вод и использующих рециркуляционная контур возврата иловой смеси на вход в очистные сооружения.

6. Проведен сравнительный анализ корректности использования наиболее широко известных биологических моделей функционирования смешанных культур аэробных бактерий и рекомендована наиболее корректная биологическая модель Герберта, учитывающая явление эндогенного метаболизма бактерий в процессе их жизненного цикла.

7. Исследован механизм взаимодействия основных элементов системы очистки и установлены критерии оценки качества процессов окисления органических загрязнений и флоккуляции активного ила в аэротенке и процессов седиментации смеси сточной воды и активного ила во вторичном отстойнике.

8. Изучены структуры и особенности функционирования сложных биоценозов активного ила и доминирующие виды микроорганизмов в аэрационных сооружениях различных технологических схем, которые определяют выбор биологических моделей при моделировании гидравлических процессов в очистных сооружениях.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Денисов A.A., Павлинова И.И., Цыганов A.B. Массопередача кислорода в аэрируемых бассейнах. Достижения науки и техники АПК, 2005, № 9, с. 38-40.

2. Цыганов A.B., Денисов A.A., Павлинова И.И. Циркуляция газожидкостных потоков в аэрационных сооружениях. И Всероссийская научно-практическая конференция «Окружающая среда и здоровье», г. Пенза, 2005, с. 116-117.

3. Цыганов A.B., Денисов A.A., Павлинова И.И. Массопередача кислорода в аэротенках. II Всероссийская научно-практическая конференция «Окружающая среда и здоровье», г. Пенза, 2005, с. 117-119.

4. Цыганов A.B. Математическое моделирование псевдоожиженных систем биологической очистки. V Международная научно-практическая конференция «Состояние биосферы и здоровья людей», Пенза, 2005, с. 116117.

№20 98 1

РНБ Русский фонд

2006-4 17239

Отпечатано в ООО «Мещера» Московская область, г. Щелково, ул. Свирская, д. 8а. тар. 100 экз. зак. № 541

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Цыганов, Александр Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Экспериментальные установки.

2.2 Моделирование процессов функционирования биомассы.

2.2.1 Модель Моно.

2.2.2 Модель Герберта.

2.3 Микробиология аэробной биологической очистки сточных вод активным илом.

Глава 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ ИДЕАЛЬНОГО АЭРОТЕНКА-СМЕСИТЕЛЯ.

3.1 Исследование балансов веществ.

3.1.1 Баланс микроорганизмов активного ила на границах вторичного отстойника.

3.1.2. Баланс микроорганизмов активного ила на границе смесителя перед аэротенком.

3.1.3 Баланс субстрата на границе смесителя перед аэротенком.

3.1.4 Баланс микробной массы на границах ферментера.

3.1.5 Баланс субстрата на границах ферментера.

3.2 Расчет станций очистки.

Глава 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ МНОГОСЕКЦИОННОГО АЭРОТЕНКА-СМЕСИТЕЛЯ.

4.1 Исследование балансов веществ.

4.2 Расчет станций очистки. ш

Глава 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ

ГЕТЕРОГЕННОГО АЭРОТЕНКА.

5.1 Использование модели диффузионного поршня.

5.2 Исследование балансов веществ.

5.3 Расчет станций очистки.

Глава 6. МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ АЭРОТЕНКА С

ДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫМИ ПОТОКАМИ.

6.1 Особенности моделей аэротенков с дифференцированными потоками. ф 6.2 Исследование балансов веществ.

6.3 Расчет станций очистки.

Глава 7. МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ИДЕАЛЬНОГО АЭРОТЕНКА-* ВЫТЕСНИТЕЛЯ.

7.1 Результаты экспериментальных исследований процессов биологической очистки в колонках-реакторах.

7.2 Использование модели поршневого потока.

7.3 Исследование балансов веществ. ф 7.4 Расчет станций очистки.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Моделирование процессов аэробной биологической очистки сточных вод активным илом"

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 загрязнений в водные и почвенные бассейны происходит при сбросе коммунальных и промышленных сточных вод, образующихся при реализации технологических процессов производства и переработки продукции. Отличительная черта сточных вод, сбрасываемых на городские очистные сооружения, состоит в том, что они в значительной степени загрязнены органическими веществами. В связи с этим возникает необходимость строительства сложных очистных сооружений, обеспечивающих показатели очистки, заданные природоохранными органами.

Очистка высоко загрязненных стоков имеет ряд особенностей, которые существенно усложняют применение обычных, широко распространенных методов обработки органо-содержащих сточных вод. Сточные воды городских коммунальных служб содержат широкий спектр органических углерод-, азот- и фосфорсодержащих загрязнений, находящихся в диспергированном, коллоидном и растворенном состояниях. Диспергированные загрязнения (в основном крупно- и средне-дисперсные частицы), 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 мелкодисперсном, коллоидном и растворенном состояниях, подвергаются биологическим методам обработки, в процессе которых реализуются биохимические процессы их окисления микроорганизмами активного ила. При этом, эффективность работы сооружений биологической очистки (аэротенков, биофильтров, вторичных отстойников) во многом определяется концентрацией загрязнений сточных вод, предварительно прошедших механическую очистку.

Активный ил, функционирующий в очистных сооружениях, является живым консорциумом, который имеет сложную структуру. Биоценоз активного ила состоит в основном из микроорганизмов, связанных трофическими и метаболитными процессами, в результате которых происходит очистка сточных вод.

Управление смешанными культурами микроорганизмов в условиях непрерывных процессов биохимического окисления органических загрязнений является одним из перспективных путей максимального использования биологической активности и окислительной способности микроорганизмов активного ила. В этой связи изучение кинетики роста, жизнедеятельности и отмирания смешанных микробных популяций в биомассе активного ила является актуальной задачей. 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. 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.

Цель и задачи исследований

Целью настоящей работы являлась разработка методов расчета сооружений биологической очистки с использованием данных экспериментальных исследований и математических моделей процессов функционирования биомассы активного ила.

При выполнении работы были поставлены следующие задачи:

- экспериментальные исследования функционирования аэротенков при различных нагрузках по органическим загрязнениям сточной воды;

- изучение структуры и особенностей функционирования сложных биоценозов активного ила и доминирующих видов микроорганизмов в аэрационных сооружениях различных технологических схем;

- определение балансов микроорганизмов, кислорода и биогенных элементов субстрата в аэротенке идеального смешения и разработка расчетно-экспериментального метода определения его характеристик;

- определение балансов микроорганизмов, кислорода и биогенных элементов субстрата в многосекционном аэротенке и разработка расчетно-экспериментального метода определения его характеристик;

- определение балансов микроорганизмов, кислорода и биогенных элементов субстрата в гетерогенном аэротенке с частичным перемешиванием и разработка расчетно-эксперименталсьного метода расчета его характеристик;

- определение балансов микроорганизмов, кислорода и биогенных элементов субстрата в идеальном аэротенке-вытеснителе и разработка расчетно-экспериментального метода определения его характеристик;

Научная новизна.

Проведен комплекс экспериментальных исследований по определению характеристик систем биологической очистки и получены эмпирические данные для моделирования процессов биологической очистки сточных вод с помощью активного ила.

Получены уравнения балансов микроорганизмов, кислорода и биогенных элементов субстрата в системах биологической очистки различных технологических схем.

Разработаны математические модели процессов функционирования сооружений аэробной биологической очистки различных типов в широком диапазоне нагрузок на биомассу активного ила.

Выданы рекомендации по выбору характеристик и оптимизации технологических режимов сооружений аэробной биологической очистки сточных вод, загрязненных органическими примесями.

Практическая ценность.

Полученные результаты и выводы базируются на разработанных математических моделях и экспериментальных исследованиях и позволяют с достаточно высокой надежностью рекомендовать оптимальные конструктивно-технологические решения при создании новых и реконструкции действующих сооружений биологической очистки сточных вод различного происхождения. Разработанные 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 разработаны научно-методические рекомендации по оптимизации характеристик и технологических режимов сооружений аэробной биологической очистки сточных вод активным илом.

Результаты и материалы выполненной работы использованы ГУЛ «МосводоканалНИИпроект» при проектировании очистных сооружений утильзавода «Эколог» г.Люберцы.

Материалы диссертационной работы доложены на П Всероссийской научно-практической конференции «Окружающая среда и здоровье»,г.Пенза, 2005.

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском и технологическом институте биологической промышленности в соответствие с Государственной программой «Разработать технологию биологической очистки сточных вод с высоким содержанием органических примесей» инв. № 01.200.2.01563 и планами хоздоговорных работ Московского института коммунального хозяйства и строительства.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение Диссертация по теме "Биотехнология", Цыганов, Александр Владимирович

ВЫВОДЫ

1. Разработаны математические модели процессов функционирования систем аэробной биологической очистки различных технологических схем, включающих аэротенки идеального смешения, идеального вытеснения и гетерогенные аэротенки, реализующие промежуточные режимы работы и выданы рекомендации по выбору оптимальных геометрических и технологических параметров основных элементов очистных сооружений, включая аэротенки, вторичные отстойники и контуры рециркуляции активного ила.

2. Проведен комплекс экспериментальных исследований моделей систем биологической очистки и определены зависимости эффективности очистки от концентраций субстрата и биомассы, нагрузки на активный ил по органическим веществам, среднего времени пребывания смеси в аэротенке, возраста активного ила, степени рециркуляции активного ила, коэффициента сепарации вторичного отстойника и коэффициента респирации кислорода в аэротенке.

На основе теоретических и экспериментальных результатов работы установлено, что эффективность биологической очистки главным образом зависит от степени совершенства биохимических процессов окисления субстрата микроорганизмами активного ила и гидравлических характеристик технологической схемы системы очистки, включающей аэротенк, вторичный отстойник и рециркуляционный контур.

3. Разработаны алгоритмы расчета станций биологической очистки, базирующиеся на применении созданных математических моделей биохимических и гидродинамических процессов с использованием эмпирических коэффициентов^ полученных экспериментальным путем.

4. Получены аппроксимирующие зависимости, с высокой степенью достоверности описывающие полученные экспериментальные данные, что позволяет достаточно надежно использовать их для обоснования конструктивно-технологических решений при проектировании новых и реконструкции действующих сооружений аэробной биологической очистки.

5. Определены основные направления совершенствования систем аэробной биологической очистки различных технологических схем, реализующих различные по характеру гидравлические процессы в сооружениях аэробной обработки сточных вод и использующих рециркуляционный контур возврата иловой смеси на вход в очистные сооружения.

6. Проведен сравнительный анализ корректности использования наиболее широко известных биологических моделей функционирования смешанных культур аэробных бактерий и рекомендована наиболее корректная биологическая модель Герберта, учитывающая явление эндогенного метаболизма бактерий в процессе их жизненного цикла.

7. Исследован механизм взаимодействия основных элементов системы очистки и установлены критерии оценки качества процессов окисления органических загрязнений и флоккуляции активного ила в аэротенке и процессов седиментации смеси сточной воды и активного ила во вторичном отстойнике.

8. Изучены структуры и особенности функционирования сложных биоценозов активного ила и доминирующие виды микроорганизмов в аэрационных сооружениях различных технологических схем, которые определяют выбор биологических моделей при моделировании гидравлических процессов в очистных сооружениях.

149

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Цыганов, Александр Владимирович, Щёлково

1. Абросов Н.С., Печуркин Н.С., Фуряева A.B. Анализ пищевой конкуренции гетеротрофных организмов. Экология. 1977, № 5, с. 70-76.

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

3. Ангере И.З., Вшпома A.B. Изменение интенсивности дыхания ассоциаций микроорганизмов в сточных водах свиноводческих комплексов. Соврем. Пробл. Биотехн. Микроорганизмов: Тез. Докл. Конф. Ржа, 1987, с. 5.

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

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

6. Барков A.B. Процесс флокуляции активного ила и механизмы деконтаминации в аэротенках. Сб. науч. тр. ВНИИВСГЭ. 1995, № 97, с. 115-120.

7. Беккер М.Е. Использование микробной биотехнологии в кормопроизводстве и утилизации отходов. Биотехнология. 1985, № 6, с. 14-24.

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

9. Бондарев A.A. Регулирование прироста активного ила в сооружениях биологической очистки сточных вод. Труды института «ВНИИВОДГЕО»: «Сооружения для очистки сточных вод и обработки осадков. М, 1987, с. 50-53.

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

11. Н.Борисенко Е.Г., Тихомирова О.И. Некоторые закономерности культивирования микромицетов на навозных стоках. Микробиол. Журнал. 1989,. 51, № 5, с. 67-71.

12. Брагинский Л.Н., Евилевич М.А., Бегачев В.И. Моделирование аэрационных сооружений для очистки сточных вод. Л.:Химия, 1980.

13. Былинкина Е.С. Проблемы масштабного перехода в микробиологической промышленности. 1973, № 4, с. 49-52.

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

15. Вавилин В.А. Время оборота биомассы и деструкция оргпанических веществ в системах биологической очистки. М., Наука, 1986. 23 Барк

16. Вавилин В.А., Васильев В.Б. Математическое моделирование процессов биологической очистки сточных вод активным илом. М.: Наука, 1979. с. 5-39.

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

18. Великанов A.JI. Моделирование процессов функционирования водохозяйственных систем. М., Наука, 1983.

19. Винаров А.Ю., Кафаров В.В., Гордеев Л.С. Влияние состояния смешения на процесс роста микроорганизмов. Микробиологическая промьшшенность. 1973, № 5, с. 15-18.

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

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

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

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

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

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

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

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

28. 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.

29. Дегремон». Технические записки по проблемам воды. Т. 1. М.:Стройиздат, 1983.

30. Дегремон». Технические записки по проблемам воды. Т. 2. М.:Стройиздат, 1983, 750-826.

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

32. Денисов A.A. Гидравлическая эффективность аэротенков. Мясная индустрия. 1996, № 3, с.26-27.

33. Денисов A.A. 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.

34. Денисов A.A. Повышение эффективности и надежности биологической очистки сточных вод. Обзорная информация ВНИИТЭИагропром, Москва, 1989, 45 с.

35. Денисов A.A. 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.

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

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

38. Жмур Н.С. Управление процессом и контроль результата очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. М. Луч, 1997.41.3апольский А.К., Баран A.A. Коагулянты и флокулянты. JL, Химия, 1987, 204 с.

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

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

41. Карелин А .Я., Жуков Д.Д., Журов В.Н., Репин Б.Н. Очистка производственных сточных вод в аэротенках. М., Стройиздат, 1983.

42. Карелин А.Я., Репин Б.Н. Биохимическая очистка сточных вод предприятий пищевой промышленности. М., Пищевая промышленность, 1974, с. 9-159.

43. КожевинП.А. Микробные популяции в природе. М., изд. МГУ, 1989.35

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

45. Кондратьева E.H. и др. Фототрофные микроорганизмы. М., изд. МГУ, 1989, 376с.

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

47. Ленский Б.П. Проектирование и расчет очистных сооружений канализации. Ростов, 1988.

48. 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.

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

50. 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.

51. 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.

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

53. Математические модели контроля загрязнения воды. М., Мир, 1981. 43

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

55. Механическая и биологическая очистка сточных вод и обработка осадков предприятий агропромышленного комплекса. Сборник научных трудов ВНИИВОДГЕО, М., 1986, 135с.

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

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

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

59. Общесоюзные нормы технологического проектирования систем удаления, обработки, хранения, подготовки и использования навоза и помета. ОНТИ 17-81, Минсельхоз СССР, М., «Колос», 1983.бЗ.ОдумЮ. Основы экологии. М., 1975.

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

61. 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.

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

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

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

65. Павлова И.Б. и др. Электронно-микроскопическое исследование развития бактерий в колониях. Гетероморфный рост бактерий в процессе естественного развития популяции. ЖМЭИ, 1990, № 12, с. 1215.

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

67. Печуркин Н.С. Смешанные культуры микроорганизмов новый этап в развитии теоретической и прикладной микробиологии. Смешанные проточные культуры микроорганизмов. Новисибирск.Наука. 1981, с. 325.

68. Печуркин Н.С., Брильков A.B., Марченкова Т.В. Популяционные аспекты биотехнологии. Новосибирск. 1990.

69. Писаренко В.М. Оценка технологической эффективности работы очистных сооружений канализации. М.:Наука, 1990.

70. Победимский и др. Экологическая биотехнология. Казань, 1992.

71. Постников И.С. и др. Очистка сточных вод в аэротенках-отстойниках. Изд. МКХ РСФСР, 1989.

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

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

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

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

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

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

78. Т0ПНИК0В В.Е., Вавилин В.А. Биохимическое потребление кислорода для вод различной загрязненности. Водные ресурсы. 1986, № 1, с. 128133.

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

80. ЧурбановаИ.Н. Микробиология. М., Высшая школа, 1987, 239 стр.

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

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

83. Яковлев C.B. и др. Биологическая очистка производственных сточных вод. Процессы, аппараты, сооружения. М., Стройиздат, 1985.

84. Яковлев C.B. и др. Очистка производственных сточных вод. М., Стройиздат, 1985.

85. Яковлев C.B., 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.

86. Яковлев C.B., Ленский Б.П. Расчет аэротенков-вытеснителей. Водоснабжение и санитарная техника. 1989, № 3, с. 5-7.

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

88. A1-Sahwani M.F et al. Bacterial extracellular material from breveri wastewater from row treatment. Biol. Wastes. 1989, vol. 28, N 4, p 271-276.

89. A1-Sahwani M.F., Al-Rawi E.H. Bacterial extracellular material from brever waste-water for row water treatment. Biol. Wastes. 1989, v. 28, n 4, c. 271276.

90. Animal aste Management: state-jf-the-Art. Journal of the environmental Engineering Division, 1978,NEE6,p. 1239-1262.

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

92. Boija 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.

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

94. 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.

95. 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.

96. 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.

97. Chinesa S.C., Irvine R.L. Growth and control of filamentous microbes in activated sludge: an integrated hypothesis. Water Research, 1985, vol. 19, N 4, p. 471-479.

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

99. Chudoba J. et al. Control of activated sludge filamentous bulking. V. Experimental verification of a kinetic selection theory. Water Reseach, 1985, vol. 19, N2, p. 191-195.

100. Chudoba J. et al. Control of activated sludge filamentous bulking. VI. Formulation of basic principles. Water Reseach, 1985, vol. 19, N 8, p. 10131022.

101. Clifft R.C., Andrews J.F. Predicting the dynamics of oxigen utilization in the activated sludge process. Journal WPCF, 1981, vol. 53, N7, p. 12191232.

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

103. 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.

104. Ericsson L., Aim B. Stady of flocculation mechanisms by observing effects of a complexing agent on activated sludge properties. Rracow. 1989, c. 31-38.

105. Errebo L.H. et al. Practical application of knowiedge on the survival of pathogenic and indicator bacteria in aerated and non-aerated slurry. Hygienie problems of animal manures. Univ. Hohenheim, Inst. Animal Mtd. AndHyg. Stuttgart, 1983.

106. Errobo L.H., Munch B. Practical application of knowiedge on the survival of pathogenic and indicator bacteria in aerated and non-aerated slurry: Hygienie problems of animal manures. Univ. Hohenheim, Inst. Animal Mtd. And Hyg. Stuttgart. 1983.

107. Filamentous microorganism bulking of activated sludge. News Qart. 1981, v. 31, n. 2, p. 3-4. 189 Барк

108. Forster C.F. Factors invoved in the settlement of activated sludge. I. Nutrients and surface polimers. Jour. WPCF, 1985, vol. 19, N 10, p. 12591264.

109. 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.

110. Gibert W.G. Relation of operation and maintenans to treatment plant efficiency/ Jour. WPCE, 1986, vol. 48, N 7, p. 1822-1833.

111. GorchevH.G. Ozolins G. WHO guidelines for drinking-water quality. WHO chronicle. 1984, N 38, p. 103-108.

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

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

114. Harder W., Dijkhuizen L. Physiological responses to nutrient limitation. Annual Reviews Microbiology, 1983, vol. 37, p. 1-23.

115. Hejzlar 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.

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

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

118. Li Dao-hong et al. Structure of activated sludge floes. Biotechnol. And Bioeng. 2990, vol. 35, N 1, p. 5-7-65.

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

120. Logan B.E., Hunt J.R. Bioflocculation as a microbial response to substrate limitations. Biotechnology and Bioengineering, 1988, vol. 31, N 2, p. 91-101.

121. 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.

122. 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.

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

124. Mc' Kinney R.E., Horwood M.F. Fundamental approach to the activated sludge process. I.Floo-producting bacteria. Sewage Ind. Wastes. 1952, n. 24, p. 117-123.

125. 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.

126. Modelling of biological wastewater treatment. 1985.

127. 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.

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

129. Parker D.S. Assesment of secondary clarification design concepts. Jour. WPCF, 1982, vol. 54, N 4, p. 344-351.

130. Parker D.S., Kaufinan W.J., Jenkins D. J. San. Engng.Div. 1972, SAl, p.79.

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

132. Sato T., Ose Y. Floc-forminh substances extracted from activated sludge by sodium hydroxide solution. Water Research, 1980, vol. 14, p.1. T> -7 T>O1. OJJ-JOO.

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

134. 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.

135. Tuntoolavest M. et al. Factors affeccting the clarification performance of activated sludge final settlers. Jour. WPCF, 1983, vol. 55, N 3, p. 234248.

136. Tuntoolavest M., Grady C.P.L. Effect of activated sludge operational conditions on sludge thickening characteristics. Jour. WPCF, 1982, vol. 54, N7, p. 1112-1117.

137. Wang L.K., Borgenthal T., Wang M.H. Kinetics and stoichimetry of respiration in biological treatment process. Jour, of Environmental Sciences, 1991, January/february, p. 39-43.

138. 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.