Интенсификация процессов удаления аммонийного азота из сточных вод с применением плавающего загрузочного материала

Исследование интенсификации процессов глубокого удаления аммонийного азота в процессе биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод с применением плавающего загрузочного материала. Технико-экономическая оценка применения разработанных схем.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 25.09.2018
Размер файла 856,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Интенсификация процессов удаления аммонийного азота из сточных вод с применением плавающего загрузочного материала

05.23.04 - водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

Макиша Николай Алексеевич

Москва 2010 г.

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном строительном университете.

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Гогина Елена Сергеевна

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, старший научный сотрудник Залетова Нина Анатольевна

кандидат технических наук, доцент Варюшина Галина Петровна

Ведущая организация: ОАО ЦНИИЭП инженерного оборудования

Защита состоится "__" _________2010 г. в __ часов __ минут на заседании диссертационного совета Д 212.138.10 в ГОУ ВПО Московском государственном строительном университете по адресу: 129337, Москва, Ярославское ш., д.26, ауд. ______.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Московского государственного строительного университета.

Автореферат разослан "__" __________ 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Орлов В.А.

Общая характеристика работы

Актуальность темы.

Современные условия жизни общества требуют улучшения ее качества в целом, и качества подаваемой потребителям воды, в частности. Основными источниками питьевой воды в Российской Федерации являются пресные водоемы, и, несмотря на спад промышленного производства количество поступающих в водные объекты загрязнений остается значительным, а резервы водоисточников истощаются. Одной из важнейших задач является ограничение поступления вредных веществ в природные водоемы, в том числе и биогенных элементов - азота и фосфора, которые являются причиной эвтрофикации водоемов. Нормативные показатели очищенных сточных вод по сбросу их в водоемы были существенно ужесточены, поэтому перед учеными и специалистами была поставлена задача по разработке новых и модернизации существующих методов очистки сточных вод с удалением из них аммонийного азота.

В настоящее время глубокая очистка сточных вод от соединений азота, является одной из принципиальных проблем. Накопленный опыт и научные исследования специалистов различных стран говорят в пользу применения для этой цели биологических методов очистки. Большая часть централизовано отводимых в настоящее время сточных вод очищается на станциях аэрации в аэротенках, поэтому наибольший интерес представляет разработка технологий по извлечению азота на основе этих сооружений.

Анализ отечественных и зарубежных литературных источников показал, что одним из перспективных методов интенсификации процесса удаления аммонийного азота в аэрационных сооружениях является иммобилизация взвешенной биомассы с помощью различных типов носителей, и, в том числе плавающих.

Целью настоящей работы: исследование интенсификации процессов глубокого удаления аммонийного азота в процессе биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод с применением плавающего загрузочного материала.

Задачи работы:

1. Исследование применения плавающего загрузочного материала с целью глубокой биологической очистки сточных вод.

2. Определение наиболее эффективной концентрации плавающего загрузочного материала и оптимального режима работы аэрационных сооружений.

3. Оптимизация технологических схем глубокой биологической очистки с целью ее интенсификации с применением плавающего загрузочного материала.

4. Математическое описание процесса глубокой биологической очистки сточных вод с применением плавающего загрузочного материала.

5. Применение разработанных технологических схем глубокой биологической очистки сточных вод для строительства и реконструкции очистных сооружений.

6. Технико-экономическая оценка применения разработанных схем глубокой биологической очистки.

Научная новизна.

- Доказана возможность использования прикрепленной на плавающем загрузочном материале биомассы для очистки сточных вод и удаления аммонийного азота.

- Экспериментально доказана эффективность применения плавающего загрузочного материала с иммобилизованной биомассой для достижения глубокой очистки сточных вод с удалением аммонийного азота.

- Экспериментально доказана стабильность и устойчивость биологической системы с иммобилизованной на плавающем загрузочном материале микрофлорой при малой дозе взвешенного активного ила в аэрационном реакторе.

очистка сточная вода аммонийный азот

- Получены математические зависимости биологических процессов, протекающих в системах с плавающим загрузочным материалом.

Практическая значимость.

- Разработаны технологические схемы глубокой биологической очистки сточных вод от органических загрязнений и аммонийного азота с применением плавающего загрузочного материала.

- Разработаны рекомендации по глубокой биологической очистке сточных вод в условиях малой дозы взвешенного активного ила в сочетании с плавающим загрузочным материалом в аэрационных сооружениях, работающих без возврата рециркулирующей иловой смеси.

Внедрение результатов.

Разработаны рекомендации по реконструкции очистных сооружений пос. Кокошкино Московской области производительностью 4200 м3/сут и пос. Львовский Московской области производительностью 10000 м3/сут.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы доложены на:

- Международном конгрессе Вэйсттек-2007, Москва, 29 мая - 1 июня 2007.

- Одиннадцатой Международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов, Москва, 15-24 апреля 2008

- Двенадцатой Международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов, Москва 15-22 апреля 2009

- IWA Первой Восточно-Европейской региональной конференции молодых ученых и специалистов водного сектора. Минск, 21-22 мая 2009 г.

- Тринадцатой Международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов, Москва, 14-21 апреля 2010

- Семинаре IWA для молодых ученых и специалистов водного сектора стран СНГ, Москва, 1 июня 2010 г.

- Научно-практической конференции "Научно-техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях", Москва, 29 июня - 2 июля 2010 г.

В 2009 г. получен грант победителя программы "Участник Молодежного Научно-Инновационного Конкурса" ("УМНИК")

Объем работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной отечественной и зарубежной литературы, приложений. Она содержит 160 страниц машинописного текста, 76 рисунков, 33 таблицы, 3 приложения и список литературы из 124 наименований.

На защиту выносятся основные положения диссертации.

- Результаты работы пилотных установок по исследованию возможности использования плавающего загрузочного материала для интенсификации процессов удаления органических загрязнений и аммонийного азота, математическое описание процессов.

- Результаты исследования работы двухступенчатых технологических схем очистки сточных вод с применением плавающего загрузочного материала при малой дозе взвешенного активного ила.

- Рекомендации по практическому применению разработанных технологических схем.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, в соответствии с чем определяются цели и задачи исследований. Отмечена научная новизна и практическая значимость диссертационной работы.

В первой главе рассмотрены биологические способы удаления аммонийного азота из сточных вод, основанные на процессах нитрификации и денитрификации, а также методы интенсификации данных процессов.

Исследования на тему нитрификации и денитрификации проводятся уже много лет, в результате чего были выявлены основные закономерности протекания процессов и их зависимость от факторов внешней среды. Разработан широкий спектр технологических решений и конструкций сооружений очистки сточных вод от аммонийного азота с использованием как аэрационных, так и биофильтрационных сооружений. Однако потенциальные возможности совершенствования и оптимизации процесса не исчерпаны.

Одним из наиболее интересных методов интенсификации процессов удаления аммонийного азота является использование иммобилизованной на плавающем загрузочном материале биомассы. Учеными и специалистами разных стран - Залетовой Н.А., Хенце М. и др. - предложены различные варианты, как собственно типов таких материалов, так и технологий с его использованием, при этом наиболее перспективными считаются полимерные материалы с развитой поверхностью.

Отмечается, что применение плавающего загрузочного материала в аэрационных сооружениях, а также протекающие в таких системах процессы глубокой биологической очистки изучены не полностью, а используемые технологические схемы с применением плавающего загрузочного материала не обеспечивают требуемого нормативами качества очистки сточных вод.

Во второй главе сформулированы основные задачи этапа 1 исследований, описана методика их проведения, приведены результаты работы пилотной установки и получены математические зависимости протекающих процессов окисления загрязнений в сточных водах.

Исследования на этапе 1 были посвящены изучению возможности собственно использования плавающего загрузочного материала, а также определению оптимальной его концентрации по объему в аэрационном сооружении.

Были отобраны три загрузочных материала: Полистирол (рисунок 1), Поливом (рисунок 2) и Биошары (рисунок 3). Характеристики загрузочных материалов даны в таблице 1.

Таблица 1

Характеристики загрузочных материалов

Материал

Объемная масса, кг/м3

Удельная поверхность, м23

Полистирол

22

420

Поливом

25

600

Биошары

50

620

Рис.1. Загрузочный материал Полистирол

Рис.2. Загрузочный материал Поливом

Рис.3. Загрузочный материал Биошары

Образцы плавающего загрузочного материала исследовались в пилотной установке (рисунок 4), в которой была реализована технологическая схема очистки сточных вод в аэротенке. Каждый из материалов исследовался в концентрациях 10%, 20% и 30% от объема аэрационного сооружения.

Рис.4. Схема лабораторной установки на этапе 1: 1 - подача сточной жидкости; 2 - аэротенк; 3 - аэратор; 4 - плавающий загрузочный материал; 5 - подача воздуха; 6 - компрессор; 7 - подача иловой смеси во вторичный отстойник; 8 - вторичный отстойник; 9 - рециркуляция активного ила и нитратной воды; 10 - отвод очищенной сточной воды

По числу образцов загрузочных материалов, исследования на этапе 1 были разделены на три подэтапа, каждый из которых был посвящен исследованию отдельного образца загрузки. При этом в параллельном режиме исследовалась работа соответствующего типа плавающего загрузочного материала в заданных концентрациях по объему. Для обеспечения достоверности исследований в эксплуатации также находилась контрольная установка, в которой загрузочный материал установлен не был. Время аэрации в установках составляло 8 часов.

Исследования на всех этапах проводились с использованием искусственно приготовленной сточной жидкости на основе пептона. Концентрации загрязняющих веществ были наиболее приближены к существующим в реальной сточной воде. Санитарно-химические анализы для контроля работы установки проводились по общепринятым методикам.

На протяжении данного этапа в установках, оснащенных плавающим загрузочным материалом, эффект удаления аммонийного азота был стабильно выше, чем в контрольной установке, что подтверждает положительное влияние плавающего загрузочного материала на эффективность происходящих в системе процессы очистки. Выбор оптимальной концентрации плавающего загрузочного материала по объему для каждого из образцов проводился на основании лабораторных исследований и математической обработки данных, которая включала в себя получение значений нагрузки на ил в системе, а также скоростей окисления по БПК5 и NH4. Математическое описание зависимости скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата производилось на основании формулы Михаэлиса-Ментен и метода ее линеаризации, разработанного Лайнуивером и Берком

Для плавающего загрузочного материала Полистирол оптимальной была признана концентрация 10% от объема аэрационного сооружения, а для плавающих загрузочных материалов Поливом и Биошары - концентрация 20% от объема аэрационного сооружения.

В таблице 2 представлены средние значения показателей очистки для установок с оптимальным количеством плавающего загрузочного материала и контрольной установки.

Таблица 2

Результаты исследований на этапе 1

Вид плав-го загрузочного материала

Средние значения показателей, мг/л

БПК5

NH4

PO4

Вх.

Вых

Э,%

Вх.

Вых

Э,%

Вх.

Вых

Э,%

Полистирол

155

8

95

22,1

3,1

86

7,8

6,3

20

Поливом

161

6,7

96

26,6

4,9

82

8,2

7,7

6

Биошары

144

6,4

96

22,7

4,3

81

9,4

7,3

22

Контроль

150

12,6

92

23,0

10,3

55

8,9

7,9

11

Таким образом, были получены опытные доказательства интенсификации процессов глубокой биологической очистки сточных вод от органических загрязнений и аммонийного азота при использовании плавающего загрузочного материала различных типов.

В третьей главе описаны исследования на этапах 2 и 3, на которых рассматривались двухступенчатые технологические схемы очистки с целью достижения нормативных показателей очистки, приведены результаты работы экспериментальных установок и математическое описание протекающих процессов очистки. Аэрационные установки на этапах 2 и 3 оснащались исследуемыми типами загрузочных материалов в определенных в ходе этапа 1 оптимальных концентрациях.

На этапе 2 эксперимента по совершенствованию процессов удаления органических загрязнений и аммонийного азота исследовалась работа пилотной установки (рисунок 5), на которой в качестве первой ступени биологической очистки использовался аэрационный реактор, в качестве второй ступени - биофильтрационный реактор.

Рис.5. Схема лабораторной установки на этапе 2 эксперимента: 1 - подача сточной жидкости; 2 - аэрационный реактор; 3 - аэратор; 4 - плавающий загрузочный материал; 5 - подача воздуха; 6 - отвод очищенной в аэрационном реакторе сточной воды в биофильтрационный реактор; 7 - компрессор; 8 - корпус биофильтрационного реактора; 9 - загрузочный материал биофильтрационного реактора; 10 - отвод биологически очищенной воды во вторичный отстойник; 11 - вторичный отстойник; 12 - рециркуляция активного ила и нитратной воды; 13 - отвод очищенной сточной воды

В первую очередь на данном этапе исследований необходимо было определить наиболее эффективно работающий плавающий загрузочный материал в аэрационном реакторе данной технологической схемы. В результате экспериментально было выявлено, что наилучших показателей очистки как по органическим загрязнениям, так и по аммонийному азоту удалось достичь при использовании плавающего загрузочного материала Поливом. Биофильтрационный реактор был оснащен засыпной цилиндрической полимерной загрузкой с напылением. Удельная поверхность данного загрузочного материала составила 300 м23, удельная масса - 100 кг/м3.

После определения оптимального загрузочного материала данная технологическая схема исследовалась в различных режимах и условиях работы с целью достижения нормативных показателей очистки сточных вод. Время обработки сточных вод варьировалось от 5 до 8 часов. Концентрация растворенного кислорода составляла около 7 мг/л. Было отмечено, что работа аэрационного сооружения без возврата рециркулирующей иловой смеси при малой дозе взвешенного активного ила в аэрационном реакторе, не превышавшей в ходе эксперимента 0,2 г/л, оказало положительное влияние на эффективность работы системы. Доза прикрепленной на плавающем загрузочном материале биомассе составляла в среднем 0,9 г/л. Наибольшего эффекта очистки и одновременно установленных нормативами показателей очистки по БПК5, аммонийному азоту и нитратам удалось добиться при времени пребывания сточной жидкости в аэрационном сооружении 8 часов. Эффект удаления фосфатов не превышал 40 %, что соответствовало традиционной биологической очистке.

В результате математической обработки полученных результатов были получены значения скоростей протекающих в системе процессов окисления и денитрификации. Построены зависимости обратных величин скорости окисления органических загрязнений от обратных величин концентрации БПК5 (рисунок 6) и обратных величин скорости окисления аммонийного азота от обратных величин концентрации аммонийного азота (рисунок 7).

Рис.6. Зависимость обратных величин скорости окисления органических загрязнений (1/V) от обратных величин концентрации БПК5 (1/БПК)

Рис.7. Зависимость обратных величин скорости окисления аммонийного азота (1/V) от обратных величин концентрации аммонийного азота (1/NH4)

На основании метода линеаризации Лайнуивера-Берка зависимость Михаэлиса-Ментен для скорости окисления органических загрязнений от концентрации БПК5 (1) и скорости окисления аммонийного азота от его концентрации (2) принимает вид:

(1);

(2);

Графические интерпретации данных зависимостей представлены на рисунке 8

Рис.8 Зависимости скорости окисления от концентрации субстрата: а) органических загрязнений; б) аммонийного азота

На этапе 3 были продолжены исследования по совершенствованию процессов удаления органических загрязнений и аммонийного азота. В пилотной установке была рассмотрена работа двухступенчатой технологической схемы (рисунок 9). В качестве первой ступени биологической очистки использовался биофильтрационный реактор, а в качестве второй ступени - аэрационный реактор.

Рис.9. Схема лабораторной установки на этапе 3 эксперимента: 1 - подача сточной жидкости; 2 - корпус биофильтрационного реактора; 3 - загрузочный материал биофильтрационного реактора; 4 - отвод очищенной в биофильтрационном реакторе сточной жидкости; 5 - вторичный отстойник первой ступени; 6 - корпус аэрационного реактора; 7 - плавающий загрузочный материал; 8 - аэратор; 9 - подача воздуха; 10 - компрессор; 11 - отвод иловой смеси во вторичный отстойник; 12 - вторичный отстойник второй ступени; 13 - отвод очищенной сточной воды; 14 - рециркуляционный поток

В рамках данного этапа изучалась работа пилотной установки в различных режимах. Время пребывания сточной жидкости варьировалось от 5 до 8 часов. Для достижения стабильной работы между ступенями биологической очистки был установлен промежуточный отстойник для задержания отжившей биопленки после биофильтрационного реактора. Также эта мера позволила поддерживать в аэрационном сооружении малую дозу ила, эффективность использования которой была экспериментально доказана в ходе этапа 2.

В результате наибольшего эффекта удаления загрязнений на уровне 98-99% как по БПК5, так и по аммонийному азоту, а также нормативных показателей очистки по БПК5, аммонийному азоту, нитритам и нитратам удалось добиться при использовании в аэрационном реакторе плавающего загрузочного материала Биошары. Время аэрации составляло 8 часов, доза взвешенного активного ила - 0,7-0,8 г/л, прикрепленного - 0,3 г/л. Доза растворенного кислорода в аэрационном сооружения была на уровне 6-7 мг/л. Эффект удаления фосфатов вновь не превышал 40 % и соответствовал традиционной биологической очистке.

После проведения лабораторных исследований были определены скорости окисления органических загрязнений и загрязнений по аммонийному азоту, а также скорости денитрификации. На данном этапе исследований также были получены значения скоростей протекающих в системе процессов денитрификации. Построены зависимости обратных величин скорости окисления органических загрязнений от обратных величин концентрации БПК5 (рисунок 10) и обратных величин скорости окисления аммонийного азота от обратных величин концентрации аммонийного азота (рисунок 11).

Рис.10. Зависимость обратных величин скорости окисления органических загрязнений (1/V) от обратных величин концентрации БПК5 (1/БПК)

Рис.11. Зависимость обратных величин скорости окисления аммонийного азота (1/V) от обратных величин концентрации аммонийного азота (1/NH4)

На основании метода линеаризации Лайнуивера-Берка зависимость Михаэлиса-Ментен для скорости окисления органических загрязнений от концентрации БПК5 (3) и скорости окисления аммонийного азота от его концентрации (4) принимает вид:

(3);

(4).

Графические интерпретации данных зависимостей представлены на рисунке 12.

Рис.12 Зависимости скорости окисления загрязнений от концентрации субстрата: а) органических загрязнений; б) аммонийного азота

В таблице 3 даны основные результаты исследований на этапах 2 и 3.

Таблица 3

Показатели эффекта удаления загрязнений и скорости процессов очистки

Вид плавающего загрузочного материала

Эффект удаления, %

Скорости окисления загрязнений

Скорость денитрификации

БПК5

NH4

Этап 2, Поливом,

20% от объема

99

99

31,4

5,5

9,9

Этап 3, Биошары,

20% от объема

98

99

8,6

2,1

4,0

В четвертой главе даны рекомендации по реконструкции очистных сооружений в Московской области в пос. Кокошкино производительностью 4200 м3/сут и пос. Львовский производительностью 10000 м3/сут.

Реконструкция очистных сооружений в пос. Кокошкино предполагает интенсификацию процессов глубокой биологической очистки сточных вод с достижением нормативных показателей очистки с увеличением производительности до 4200 м3/сут. На данных очистных сооружениях рекомендуется применить двухступенчатую технологическую схему глубокой биологической очистки сточных вод по принципу аэрационный реактор - биофильтрационный реактор. Для реализации предлагаемой технологической схемы первую ступень очистки - 2 секции трехкоридорного аэрационного реактора необходимо возвести, вторую ступень - биофильтрационный реактор переоборудуется их существующих на станции биофильтров после необходимого ремонта и замены существующего загрузочного материала на новый. В аэрационном реакторе устанавливается загрузочный материал Поливом в количестве 20% от объема сооружений. С целью предотвращения выноса загрузочного материала реактор оснащается сетками. Время пребывания в аэрационном реакторе составляет 8 часов. Согласно предлагаемой к использованию технологии аэрационный реактор будет работать без возврата рециркулирующей иловой смеси, что позволит поддерживать малую дозу взвешенного активного ила в сооружении. Количество избыточного активного ила также будет небольшим, что, как следствие, означает малое количество образующегося осадка, и, следовательно, существенное упрощение и удешевление технологии его обработки.

Рекомендации для реконструкция очистных сооружений в пос. Львовский были даны с целью увеличения производительности до 10000 м3/сут и достижения нормативных показателей очистки путем интенсификации процессов глубокой биологической очистки сточных вод с очистки. На данных очистных сооружениях предлагается реализовать двухступенчатую технологическую схему глубокой биологической очистки. В качестве первой ступени очистки рекомендуется использовать биофильтрационный реактор, для оборудования которого ремонтируются и оснащаются новым загрузочным материалом существующие на данных сооружениях аэрофильтры. Второй ступенью очистки будет возводимый двухсекционный аэрационный реактор, оснащенный плавающим загрузочным материалом Биошары в количестве 20% от объема сооружений. Аэрационный реактор оборудуется сетками с целью предотвращения выноса загрузочного материала. Принимаемое время аэрации - 8 часов. Согласно предлагаемой к использованию технологии данный аэрационный реактор будет эксплуатироваться без возврата рециркулирующей иловой смеси, что позволит поддерживать малую дозу взвешенного активного ила в сооружении. При этом промежуточный отстойник между ступенями биологической очистки позволит задерживать отжившую биопленку, выходящую из биофильтрационного реактора. Таким образом, и в данном случае можно заключить, что количество избыточного активного ила будет небольшим, что, соответственно, означает малое количество образующегося осадка и существенное сокращение затрат на его обработку.

В пятой главе проведены технико-экономические расчеты, необходимые для сравнения вариантов реализации проектов реконструкции очистных сооружений в Московской области в пос. Кокошкино и пос. Львовский. В первом случае для достижения нормативных показателей по сбросу очищенных сточных вод в водоем предложено: 1 вариант - реконструкция очистных сооружений с внедрением предлагаемой двухступенчатой технологической схемы глубокой биологической очистки; 2 вариант - строительство двух секций аэротенка для обеспечения продленной аэрации - до 16 часов - в каждом аэротенке.

Показатели, принятые к проектированию:

Сточные воды, поступающие на очистку: БПК5 - 150 мг/л, азот аммонийный - 28 мг/л; сточные воды после биологической очистки: БПК5 - 3 мг/л, азот аммонийный - 0,25 мг/л, нитриты - 0,02 мг/л, нитраты - 20 мг/л.

Результаты технико-экономического расчета показаны в таблице 4.

Таблица 4

Расчетные значения затрат для двух вариантов реконструкции

Показатель

Ед. изм.

Вариант 1

Вариант 2

Капитальные

затраты

тыс. руб.

3500

7870

Эксплуатационные затраты

тыс. руб. /год

745

1206

Приведённые затраты

тыс. руб. /год

1270

2387

Экономический эффект при применении двухступенчатой технологии для реконструкции составит 1117 тыс. руб. /год.

Экономия капитальных затрат при данной реконструкции достигается за счет интенсификации процессов окисления аммонийного азота и органических загрязнений. Эксплуатационные расходы по первому варианту ниже вследствие меньшего количества затрачиваемой электроэнергии для подачи воздуха, поскольку объем аэрационного сооружения по первому варианту значительно меньше.

Для технико-экономического сравнения реконструкции очистных сооружений пос. Львовский приняты следующие варианты: 1 вариант - реконструкция очистных сооружений с внедрением предлагаемой двухступенчатой технологической схемы глубокой биологической очистки; 2 вариант - строительство двух секций аэротенка для обеспечения продленной аэрации - до 16 часов - в каждом аэротенке.

Для проектирования приняты показатели:

Сточные воды, поступающие на очистку: БПК5 - 360 мг/л, взв. вещества - 140 мг/л; азот аммонийный - 36 мг/л; сточные воды после биологической очистки: БПК5 - 3 мг/л, взв. вещества - 5 мг/л, азот аммонийный - 0,2 мг/л, нитриты - 0,02 мг/л, нитраты - 20 мг/л.

Результаты технико-экономического расчета показаны в таблице 5.

Таблица 5

Расчетные значения затрат для двух вариантов реконструкции

Показатель

Ед. изм.

Вариант 1

Вариант 2

Капитальные

затраты

тыс. руб.

3500

7870

Эксплуатационные затраты

тыс. руб. /год

95

178

Приведённые затраты

тыс. руб. /год

3020

4522

Экономический эффект при применении двухступенчатой технологии для реконструкции составит 1502 тыс. руб. /год.

Экономия капитальных и эксплуатационных затрат достигается за счет того, что при реконструкции очистных сооружений с использованием плавающего загрузочного материала для достижения нормативных показателей требуется строительства значительно меньшего объема сооружений.

Предотвращенный экологический ущерб при применении разработанных технологических схем для реконструкции очистных сооружений пос. Кокошкино составляет около 1,2 млн. руб. /год и пос. Львовский составляет около 1,8 млн. руб. /год.

Общие выводы

1. Экспериментально доказана возможность и эффективность использования прикрепленной на плавающем загрузочном материале при его количестве 20% от объема аэрационного сооружения биомассы для глубокой биологической очистки сточных вод и удаления аммонийного азота.

2. Экспериментально доказана стабильность и устойчивость биологической системы с иммобилизованной на плавающем загрузочном материале микрофлорой при малой дозе взвешенного активного ила до 0,8 г/л в аэрационном реакторе.

3. Получены математические зависимости биологических процессов, протекающих в системах с плавающим загрузочным материалом и малой дозой активного ила.

4. Разработаны новые технологические схемы глубокой очистки сточных вод от аммонийного азота и органических загрязнений с применением плавающего загрузочного материала.

5. Доказана эффективность работы систем глубокой биологической очистки сточных вод в условиях малой дозы взвешенного активного ила до 0,8 г/л в аэрационных сооружениях, работающих без возврата рециркулирующего активного ила в сочетании с плавающим загрузочным материалом

6. Разработаны рекомендации по реконструкции сооружений пос. Кокошкино Московской области производительностью 4200 м3/сут и пос. Львовский Московской области производительностью 10000 м3/сут.

7. Проведённый технико-экономический расчёт показал экономическое преимущество технологий с использованием плавающего загрузочного материала при реконструкции очистных сооружений пос. Кокошкино в сумме 1117 тыс. руб. /год и очистных сооружений пос. Львовский - в сумме 1502 тыс. руб. /год. Предотвращенный экологический ущерб в первом случае составил 1190000 руб., во втором 1785000 руб.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах

1. Макиша Н.А., Гогина Е.С. / К вопросу оптимизации процессов глубокой биологической очистки в аэротенках. [Электронный ресурс] // Материалы Международный конгресс Вэйсттек-2007: Сб. материалов конгресса. Москва. 2007 г.1 CD. Секция 9. с.34-35. (Всего 0.1 а. л., лично - 0,05 а. л.)

2. Макиша Н.А. Вопросы интенсификации методов биологической очистки сточных вод. // Одиннадцатая межвузовская конференция молодых ученых МГСУ: Сб. научных трудов. Москва. 2008 г. - с. 194 - 196 (0,15 а. л.)

3. Макиша Н.А., Гогина Е.С. / Использование плавающего загрузочного материала как один из способов оптимизации процессов глубокой биологической очистки сточных вод. // Вестник МГСУ. - 2009 Специальный выпуск №1. с.117-119. (Всего 0,15 а. л., лично - 0,1 а. л.)

4. Макиша Н.А. Интенсификация процессов глубокой биологической очистки сточных вод путем использования плавающего загрузочного материала. // Тринадцатая межвузовская научно-техническая конференция молодых ученых МГСУ: Сб. научных трудов. Москва. 2010 г. с.295-297 (0,15 а. л.)

5. Макиша Н.А. Применение плавающего загрузочного материала при оптимизации процессов глубокой биологической очистки сточных вод. // Семинар IWA для молодых ученых и специалистов водного сектора стран СНГ: Сб. научных трудов. Москва. - 2010 г. с.162-167 (0,3 а. л.)

6. Макиша Н.А. Исследование процессов биологической очистки сточных вод в системах с активным илом с применением плавающего загрузочного материала. // Вестник МГСУ. - 2010. №2. с.248-253 (0,3 а. л.)

7. Макиша Н.А. / Исследование применения плавающего загрузочного материала в биологической очистке сточных вод // Научно-практическая конференция "Научно-техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях": Сб. научных трудов. Москва. - 2010 г. с.100-101 (0,1 а. л.)

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Определение расчетных расходов, концентраций загрязнений сточных вод. Расчет песколовок и песковых площадок, радиального отстойника со встроенным биокоагулятором, аэротенка-смесителя без регенератора. Сооружения биологической очистки сточных вод.

    курсовая работа [218,7 K], добавлен 25.08.2013

  • Анализ исходных данных и требований нормативных документов по сбросу очищенных сточных вод в водоём. Определение требуемой степени очистки и выбор схемы реконструкции сооружений. Выбор сооружений биологической очистки с глубоким удалением азота и фосфора.

    дипломная работа [1,4 M], добавлен 17.02.2015

  • Составление водного баланса населенного пункта, определение систем водоотведения. Выбор источников и разработка схемы водоснабжения. Выбор методов очистки сточных вод и расчет сооружений. Технико-экономическая и экологическая оценка разработанных схем.

    курсовая работа [869,0 K], добавлен 06.01.2015

  • Сокращение затрат на строительство и эксплуатацию систем водоотведения, пути их совершенствования. Методы и конструкции сооружений для очистки сточных вод, обеспечивающих интенсификацию работы систем водоотведения. Расчет сооружений очистки сточных вод.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 01.05.2012

  • Определение расчетных расходов бытовых сточных и производственных вод. Характеристика качества воды водоема в расчетном створе. Технологическая схема очистки. Расчет аэротенков и иловых площадок, вторичный отстойник. Обработка и обеззараживание осадка.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 29.05.2013

  • Локальные очистные сооружения. Трёхстадийная технология биологической очистки городских сточных вод. Комплектно-блочная модульная очистная станция. Обеззараживание, нейтрализация кислых и щелочных стоков и другие методы физико-химической очистки.

    реферат [1,1 M], добавлен 16.03.2014

  • Назначение и основные элементы систем водоотведения, схемы коллекторов. Определение расчетных расходов производственно-бытового водоотведения. Классификация и устройство канализационных насосных станций. Состав загрязнений сточных вод, методы их очистки.

    реферат [3,2 M], добавлен 26.08.2013

  • Обоснование выбора технологического процесса и аппаратурного оформления очистки сточных вод в биологических фильтрах. Материальный баланс установки. Расчет аэротенка-вытеснителя и выбор насосов. Нормальная эксплуатация участка биологической очистки.

    курсовая работа [32,7 K], добавлен 24.12.2014

  • Основные элементы сетей системы водоотведения хозяйственно-фекальных сточных вод жилых зданий. Присоединение стояков к сборным трубопроводам. Диаметры и уклоны трубопроводов. Гидравлический расчет выпусков сточных вод. Система внутренних водостоков.

    реферат [2,5 M], добавлен 01.11.2013

  • Определение расходов и концентрации загрязнений сточных вод. Расчет допустимых концентраций при сбросе или необходимой степени очистки. Выбор технологической схемы очистных сооружений. Технологическая схема обработки и аэробная стабилизация осадков.

    курсовая работа [254,0 K], добавлен 03.10.2013

  • Проект сбора бытовых и производственных сточных вод, их канализация, очистка. Выбор схемы и системы водоотведения, трассировка сети. Расчёт расходов городских стоков; устройство трубопроводов насосных станций перекачки сточных вод; охрана водных ресурсов.

    курсовая работа [471,7 K], добавлен 19.11.2012

  • Проектирование канализационной сети для отвода хозяйственно-бытовых, производственных и ливневых стоков населенного пункта. Определение расходов сточных вод. Гидравлический расчет сети дождевой канализации. Использование насосных и сливных станций.

    курсовая работа [117,0 K], добавлен 07.12.2012

  • Выбор системы водоотведения и схемы трассировки. Проектирование бытовой сети водоотведения. Определение расчетных расходов сточных вод для отдельных участков сети. Определение степени очистки сточных вод. Расчет хлораторных и контактных резервуаров.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 11.01.2016

  • Сущность способа очистки сточных вод с подачей активного ила, его отстаиванием и медленным флокуляционным перемешиванием. Требования к освещению строительных площадок. Назначение, зона обслуживания, способ перемешивания воздуха в системах вентиляции.

    контрольная работа [17,1 K], добавлен 02.11.2009

  • Типы насосных установок систем водоотведения для перекачки сточных и дренажных вод, принцип их работы. Определение состава очистных сооружений канализации. Технологическая схема очистки сточных вод на очистных сооружениях канализации ОСК г. Оленегорска.

    реферат [509,3 K], добавлен 24.02.2015

  • Аналитический обзор и патентный поиск по современным методам очистки коммунально-бытовых сточных вод. Производство работ по строительству аэротенка-смесителя. Разработка тендерного предложения на приобретение фильтр-прессов для обезвоживания осадков.

    дипломная работа [1,5 M], добавлен 05.11.2012

  • Изделий крупнопанельного домостроения как одна из областей применения самоуплотняющихся бетонов, общая характеристика составов строительного материала. Рассмотрение путей получения самоуплотняющихся песчаных бетонов с применением различных наполнителей.

    презентация [148,4 K], добавлен 20.03.2019

  • Географическое место расположения населенного пункта. Характеристика степени благоустройства районов жилой застройки. Обоснование системы и схемы канализации. Выбор материала труб. Расчет и конструирование водоотводящей сети поверхностных сточных вод.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 23.05.2013

  • Расчет норм водопотребления и схемы хозяйственно-питьевого водопровода жилого здания. Построение профиля ввода, проектирование счетчиков и гидравлический расчет внутреннего водопровода. Определение расходов сточных вод и построение системы канализации.

    курсовая работа [83,1 K], добавлен 16.02.2013

  • Количество и концентрация загрязнений сточных вод поступающих на очистные сооружения. Распределение расхода по часам суток. Выбор приемной камеры и расчет решеток механических. Кондиционирование осадка промывкой и реагентами. Обеззараживание сточных вод.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 13.01.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.