ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД

Исследования внедрения плавающего загрузочного мате-
риала для интенсификации био чистки сточных вод
проводились в лабораторных критериях на испытательном щите
научно-исследовательской лаборатории «Реконструкция и модер-
низация водоотводящих систем и сооружений» кафедры Водоотве-
дения Столичного муниципального строительного института.
Исследования проводились на лабораторных моделях, работающих
в проточном режиме.

Исследования на шаге 1 : исследование возмож-
ности собственного ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД использования плавающего загрузочного мате-
риала, определение его хорошей концентрации по
объему в аэрационном сооружении.

Были отобраны три загрузочных материала: Полистирол
(рис. 1), Поливом (рис. 2) и Биошары (рис. 3). Свойства
загрузочных материалов даны в табл. 1.

Таблица 1

Свойства загрузочных материалов

Материал Большая масса, кг/м3 Удельная поверхность, м2/м3
Полистирол
Поливом
Биошары

Эталоны плавающего загрузочного материала ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД исследо-
вались в лабораторной установке(рис.4),вкоторой была реали-
зована технологическая схема чистки сточных вод в аэротенке.

При подготовке к исследованиям появилась необходимость
определения рационального соотношения объема загрузочного
материала к объему аэротенка. По данным литературных ис-
точников, малая толика загрузочного материала от объема
аэрационного сооружения, при которой внедрение загрузочного материала может быть обусловлено ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД, составляет 10%, наибольшая же концентрация равна 30%. Исходя из этого, в целях более полного исследования работы образцов загрузочного материала рассматривалась их работа в аэротенке в количестве 10%, 20% и 30% от объема сооружения.

По числу образцов загрузочных материалов исследования на
шаге 1 были разбиты на три подэтапа, любой из которых был
посвящен исследованию отдельного эталона загрузки. При всем этом
в ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД параллельном режиме исследовалась работа соответственного ти-
па плавающего загрузочного материала в данных концентрациях
по объему. Для обеспечения достоверности исследовательских работ в эксплуа-
тации также находилась контрольная установка, в какой загру-

зочный материал установлен не был. Время аэрации в установках
составляло 8 часов.

Исследования проводились с внедрением
искусственно приготовленной сточной воды ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД на базе пептона.
Концентрации загрязняющих веществ были более приближены
к имеющимся в реальной сточной воде. Санитарно-химические
анализы для контроля работы установки проводились по общепри-
нятым методикам.

В протяжении данного шага в установках, снаряженных плава-
ющим загрузочным материалом, эффект удаления аммонийного азо-
та был размеренно выше, чем в контрольной установке, что подтверж
дает ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД положительное воздействие плавающего загрузочного материала на
эффективность происходящих в системе процессов чистки. Выбор
хорошей концентрации плавающего загрузочного материала по
объему для каждого из образцов проводился на основании лабора-
торных исследовательских работ и математической обработки данных, кото-
рая включала в себя получение значений нагрузки на ил в системе,
также скоростей окисления по ВПК5 и NHr ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД Математическое описа-
ние зависимости скорости ферментативной реакции от концентрации
субстрата выполнялось на основании формулы Михаэлиса-Ментен
и способа ее линеаризации, разработанного Лайнуивером и Берком.

Для плавающего загрузочного материала Полистирол опти-
мальной была признана концентрация 10% от объема аэрационно-
го сооружения, а для плавающих загрузочных материалов Поливом
и Биошары — концентрация 20% от объема аэрационного сооруже ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД-
ния. В табл. 2 представлены средние значения характеристик чистки
для установок с хорошим количеством плавающего загрузочного
материала и контрольной установки.

Таблица 2

Результаты исследовательских работ на шаге 1

Вид плавающего Средние значения характеристик, мг/л
загрузочного ВПК. NH,
материала вх. вых. э,% вх. вых э,% вх. вых. э,%
Полистирол 22,1 зд 7,8 6,3
Поливом 6,7 26,6 4,9 8,2 7,7
Биошары 6,4 22,7 4,3 9,4 7,3
Контроль ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД 12,6 23,0 10,3 8,9 7,9 И

Таким макаром, были получены бывалые подтверждения ин-
тенсификации процессов глубочайшей био чистки сточных
вод от органических загрязнений и аммонийного азота при исполь-
зовании плавающего загрузочного материала разных типов.

На шагах 2 и 3 рассматривались двухступенчатые технологи-
ческие схемы чистки с целью заслуги нормативных показате-
лей чистки. Аэрационные установки на шагах 2 и ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД 3 оснащались
исследуемыми типами загрузочных материалов в определенных
в процессе шага 1 хороших концентрациях.

На шаге 2 опыта по совершенствованию процессов
удаления органических загрязнений и аммонийного азота исследо-
валась работа пилотной установки (рис. 5), на которой в качестве
первой ступени био чистки употреблялся аэрацион-
ный реактор, в качестве 2-ой ступени — биофильтрационный
реактор.

Сначала на данном шаге ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД исследовательских работ необходи-
мо было найти тип более отлично работающего пла-
вающего загрузочного материала в аэрационном реакторе данной
технологической схемы. В итоге экспериментально было вы-
явлено, что лучших характеристик чистки как по органическим
загрязнениям, так и по аммонийному азоту, удалось достигнуть при
использовании плавающего загрузочного материала Поливом. Био-
фильтрационный реактор был обустроен ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД засыпной цилиндрической
полимерной загрузкой с напылением. Удельная поверхность дан-

ного загрузочного материала составила 300 м2/м3, удельная мас-
са - 100 кг/м3.

После определения рационального загрузочного материала
данная технологическая схема исследовалась в разных режи-
мах и критериях работы с целью заслуги нормативных показа-
телей чистки сточных вод. Время обработки сточных вод варьи-
ровалось от ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД 5 до 8 часов. Концентрация растворенного кислорода
составляла около 7 мг/л. Было отмечено, что работа аэрационного
сооружения без возврата рециркулирующей иловой консистенции при ма-
лой дозе взвешенного активного ила в аэрационном реакторе, не
превышавшей в процессе опыта 0,2 г/л, оказала положитель-
ное воздействие на эффективность работы системы. Доза прикреплен-
ной на плавающем загрузочном материале ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД биомассы составляла
в среднем 0,9 г/л. Большего эффекта чистки и сразу
установленных нормативами характеристик чистки по ВПК5, аммо-
нийному азоту и нитратам удалось достигнуть при времени пребы-
вания сточной воды в аэрационном сооружении 8 часов. Эф-
фект удаления фосфатов не превосходил 40%, что соответствовало
классической био чистке.

В итоге математической обработки результатов были
получены значения скоростей ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД протекающих в системе процессов
окисления и денитрификации, построены зависимости оборотных
величин скорости окисления органических загрязнений от обрат-
ных величин концентрации ВПК- (рис. 6) и оборотных величин ско-
рости окисления аммонийного азота от оборотных величин концен-
трации аммонийного азота (рис. 7).

На основании способа линеаризации Лайнуивера-Берка зави-
симость Михаэлиса-Ментен для скорости ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД окисления органических
загрязнений от концентрации БПК5 (1) и скорости окисления ам-
монийного азота от его концентрации (2) воспринимает вид:

Графические интерпретации данных зависимостей представ-
елены на рис. 8.

На шаге 3 были продолжены исследования по совершенство-
ванию процессов удаления органических загрязнений и аммоний-
ного азота. В пилотной установке подверглась рассмотрению работа двух-
ступенчатой технологической схемы ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД (рис. 9). В качестве первой
ступени био чистки употреблялся биофильтрационный
реактор, а в качестве 2-ой ступени — аэрационный реактор.

В рамках данного шага изучалась работа пилотной установ-
ки в разных режимах. Время пребывания сточной воды
варьировалось от 5 до 8 часов. Для заслуги размеренной ра-
боты меж ступенями био чистки был установлен
промежный отстойник для задержания ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД отжившей биопленки

после биофильтрационного реактора. Также эта мера позволила
поддерживать в аэрационном сооружении малую дозу ила, эффек-
тивность использования которой была экспериментально подтверждена
в процессе шага 2.

Удельная скорость
окисления, мгБПК5/(г*ч)

дЛ Концентрация БПКЛ, мг/л

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

В итоге большего эффекта удаления загрязнений ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД на
уровне 98-99% как по ВПК., так и по аммонийному азоту, также
нормативных характеристик чистки по ВПК5, аммонийному азоту,
нитритам и нитратам, удалось достигнуть при использовании в аэ-
рационном реакторе плавающего загрузочного материала Биоша-
ры. Время аэрации составляло 8 часов, доза взвешенного активно-
го ила — 0,7 Ь,8 г/л, прикрепленного — 0,3 г/л. Доза растворенного
кислорода ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД в аэрационном сооружении была на уровне 6 Ь мг/л.
Эффект удаления фосфатов вновь не превосходил 40% и соответ-
ствовал классической био чистке.

После проведения лабораторных исследовательских работ были опреде-
елены скорости окисления органических загрязнений и загрязнений
по аммонийному азоту, также скорости денитрификации. На дан-
ном шаге исследовательских работ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД также были получены значения скоростей
протекающих в системе процессов денитрификации, и построены
зависимости оборотных величин скорости окисления органических
загрязнений от оборотных величин концентрации ВПК. (рис. 10)
и оборотных величин скорости окисления аммонийного азота от об-
ратных величин концентрации аммонийного азота (рис. 11).

ратных величин концентрации аммонийного азота фис. nj.

0,20—г—

0,15—|— -МА

1/БПК

Рис. 10. Зависилюсть оборотных величин скорости окисления органических
загрязнений ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД (1/V) от оборотных величин концентрации БПК5 (1/БПК).

На основании способа линеаризации Лайнуивера-Берка зави-
симость Михаэлиса-Ментен для скорости окисления органических
загрязнений от концентрации БПК5 (3) и скорости окисления ам-
монийного азота от его концентрации (4) воспринимает вид:

U,b/-fl\tl4ex

i/nh4

Рис. 11. Зависимость оборотных величин скорости окисления ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД аммонийного
азота (1/V) от оборотных величин концентрации аммонийного азота (1/NH4).

Графические интерпретации данных зависимостей представ-
елены на рис. 12.

Концентрация БПКУ мг/л

Концентрация NH , мг/л

В табл. 3 даны главные результаты исследовательских работ на шагах
2 и 3.

Выпуск XI. Инженерные системы городского хозяйства: проекты и инновации 155

Таблица 3

Характеристики эффекта удалении загрязнений и скорости процессов чистки

Вид ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД плавающего загрузочного ма- териала Эффект удале- ния, % Скорости окисления загрязнений Скорость де- нитрификации
бпк5 NH, МГ БПК5 г-ч мг NH4 г-ч мг N03 г-ч
Шаг 2, Поливом, 20% от объема 31,4 5,5 9,9
Шаг 3, Биошары, 20% от объема 8,6 4,0

г - гр беззольного вещества.

По результатам исследовательских работ были изготовлены последующие выводы:

По ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД результатам исследовательских работ были изготовлены последующие выводы:

1. Экспериментально подтверждена возможность и эффективность
использования прикрепленной на плавающем загрузочном ма-
териале биомассы для глубочайшей био чистки сточных
вод и удаления аммонийного азота при объемном количестве
материала, составляющем 20% от объема аэрационного соору-
жения.

2. Экспериментально подтверждена стабильность и устойчивость
био системы с иммобилизованной на плавающем загру ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД-
зочном материале микрофлорой при малой дозе взвешенного ак-
тивного ила в аэрационном реакторе, составляющей до 0,8 г/л.

3. Получены математические зависимости био про-
цессов, протекающих в системах с плавающим загрузочным ма-
териалом при малой дозе активного ила.

4. Подтверждена эффективность работы систем глубочайшей биологи-
ческой чистки сточных вод в критериях ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАВАЮЩЕГО ЗАГРУЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА В КАЧЕСТВЕ МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ УДАЛЕНИЯ АММОНИЙНОГО АЗОТА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД 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.

5. Разработаны новые технологические схемы глубочайшей чистки сточных вод от аммонийного азота и органических загрязнений с применением плавающего загрузочного материала.


ispolzovanie-normativnogo-metoda-pri-prinyatii-upravlencheskogo-resheniya-kursovaya-rabota.html
ispolzovanie-novih-slov-v-stilisticheskih-celyah.html
ispolzovanie-obektov-personifikaciya-cherez-obekti.html