Исследование процессов биологической очистки сточных вод, биомембранным методом, на примере очистных сооружений ГКП на ПВХ

Размещено на http://www.allbest.ru/

7

Кокшетауский университет им. Абая Мырзахметова

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, БИОМЕМБРАННЫМ МЕТОДОМ, НА ПРИМЕРЕ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ГКП НА ПХВ

Жабаева М.У. - к.б.н.,

Пинчук Д.Э. - магистрант

Аннотация

В данной статье, автор рассматривает исследование процессов биологической очистки сточных вод биомембранным методом.

Всем известно, что биологические методы очистки сточных вод, основаны на естественных процессах жизнедеятельности живых организмов. При очистке сточных вод, которая содержит, смесь разнообразных по химическому составу загрязнений, биомасса, осуществляющая очистку, представляет собой сообщество различных видов микроорганизмов и простейших, биоценоз которых, развивается в аэробных условиях на органических загрязнениях, содержащихся в сточной воде. Сооружениями биологической обработки сточных вод, являются, анаэробные бассейны, которые служат для удаления биологического фосфора, и аноксидные/окислительные бассейны, где удаляется биологический азот, вторичные отстойники, которые располагаются в технологической схеме после биоокислителей и служат для отделения активного ила от биологически очищенной воды.

Как правило, такие очистные сооружения производств работают с недостаточной эффективностью, тем самым не обеспечивая достижения установленных нормативов, а устранение данной проблемы может быть достигнуто с применением биомембранных установок, которые сочетают процессы биохимического окисления и мембранной фильтрации. Такие технологии позволяют использовать на максимальном уровне все возможности биологических процессов и мембранного фильтрования, исключив при этом их недостатки. Мембраны используются не для удаления исходных загрязнений, а для задержания биомассы в биореакторе (аэротенке), тем самым не исключает вынос микроорганизмов из системы, а наоборот создает условия для многократного увеличения концентрации активной биомассы, автоселекции и адаптации микроорганизмов, что позволяет отказаться от ступеней отстаивания и фильтрования в существующих схемах обработки сточных вод. Кроме того, происходит частичное обеззараживание очищенной воды [1]. В результате производительность очистных сооружений может быть увеличена в 1,5-2 раза при существенном улучшении показателей очищенной воды.

В нашем случае, был проведен анализ сточной воды взятой из реки Нуры, протокол анализа воды определения фоновых концентраций и протокол анализа воды поверхностных водных объектов и сточных вод (сточная вода при выходе, то есть до очистки). Экспериментальные исследования на реальных сточных водах позволяют определить следующие технологические параметры работы сооружений биологической очистки: глубину очистки по основным и специфическим загрязняющим компонентам; период аэрации в реакторах; дозу ила (концентрацию активного ила в иловой смеси); гидравлические характеристики процесса мембранной фильтрации [2]. Технология биологической очистки с использованием мебранного биореактора была реализована в аэротенке с установленным в нем мембранным модулем для отделения очищенной воды от активного ила (вместо вторичного отстойника). Конструктивно аэротенк был выполнен в виде колонки рабочим объемом 3,0 л.

Мембранный модуль изготовлен из поливолоконных микрофильтрационных мембран. Очищенная сточная вода отделялась от иловой смеси на половолоконной мембране и откачивалась в резервуар очищенной воды (в нашем случае, резервуаром очищенной воды является пруд-накопитель) [3]. Периодически по сигналу таймера запускался промывной насос, и осуществлялась обратная промывка мембраны для восстановления ее производительности. Вода для промывки отбиралась из резервуара очищенной воды. После очистки сточной воды, которая была взята из реки Нуры, был проведен анализ образцов очищенной воды, поверхностных водных объектов и сточных вод.

При эксплуатации очистных сооружений постоянно контролируется качественный и количественный состав сточных вод, эффективность работы очистных сооружений и отдельных звеньев лабораторий предприятия.

Лабораторные исследования проводились аккредитованной лабораторией КГСЭН МЗ РК по Акмолинской области, для определения качественных показателей поверхностных вод накопителя (Таблица 1).

Результаты приведены по следующим параметрам:

· на входе в очистные сооружения;

· на выходе из очистных сооружений;

· пруд-накопитель.

Цель данной работы заключается в сравнительной оценке технологических преимуществ метода очистки сточных вод, с использованием мембранного биореактора с традиционной схемой [4]. Эффективность очистки по снижению органических соединений, в аэротенке составила - 84%, а с использованием мембранного биореактора - 93% (Рисунок 1).

Таблица 1. - Качественные показатели поверхностных вод накопителя

Примечание: [4]

Рисунок 1. - Зависимость окислительной мощности от качества очищенной воды

Технологии с применением мембранных биореакторов для биологической очистки сточных вод, на сегодняшний день являются наиболее перспективным способом решения проблемы очистки воды, таким образом, совмещение мембранной технологии с биологическим окислением обеспечивает:

v увеличение степени очистки, а также достижение качества очищенной воды, до нормативов на сброс в водоем рыбохозяйственного назначения;

v повышение окислительной мощности аэрационных сооружений для удаления органических загрязнений и соединений азота, в 3-4 раза, за счет накопления до оптимальной величины дозы ила в системе [5];

v обеспечивает полное задержание взвешенных веществ, стабильную эффективность очистки при наличии активных илов с высоким иловым индексом (до 250 мл/г и выше);

v устойчивость процесса биологического окисления органических соединений и соединений азота.

В результате проведенных исследований модно сделать выводы:

v изучены основные закономерности и особенности процессов биологической очистки в мембранных биореакторах на реальных сточных водах;

v проведены оценка предельных возможностей технологии с применением мембранных биореакторов по производительности (окислительная мощность) и по глубине удаления органических загрязнений и соединений азота;

v показаны преимущества и условия применения МБР для очистки сточных вод с достижением качества очищенного стока до нормативов ПДК рыбохозяйственного водоема (БПК -1-1,5 мг/л, взвешенные вещества 0-3мг/л, азот аммонийный <0,39 мг/л) без дополнительной ступени доочистки;

v оценена стабильность технологического процесса в производственных условиях при существенных колебаниях состава и расходов сточных вод, температуры и других параметров;

Эффективность очистки по ХПК, БПК и удалению аммонийного азотапрактически не зависит от времени обработки. Эффективность очистки по ХПК составила 80-90%, по БПК - 98,7-99,7%, по аммонийному азоту - 98,5-99,8%, что не достижимо на традиционных сооружениях биологической очистки.

биореактор очистка сточные воды

ЛИТЕРАТУРА

1.Хванг С.Т., Каммермеер К. Мембранные процессы разделения. - М., 1981. - 464 с.

2.Швецов, К.М. Морозова, И.А., применения биомембранных технологий глубокойочистки сточных вод / Водоснабжение и санитарная техника, 2006, №12. - 130 с.

3.Бесфамильный И.Б. Нанотехнологии и мембраны // Крит.технологии. Мембраны. 2006.№ 3. - С. 20-27.

4.Электронный ресурс. http://otherreferats.allbest.ru/ecology/c00144082

5.Разработка технологии третичной очистки хозяйственно-бытовых сточных вод. http://www.khnosfera.com/razrabotka-tehnologi-tretichnoy-ochistki-hozyaystvenno- bytovyh-stochnyh-vod.

Размещено на Allbest.ru