Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор и анализ биологических методов очистки сточных вод небольших городов и населённых пунктов Вьетнама
1.1 Климатические сведения и современное состояние водоотведения и очистки сточных вод во Вьетнаме 9
1.2 Методы очистки сточных вод небольших населённых пунктов 14
1.3 Оценка различных биохимических методов очистки сточных вод населённых пунктов 30
Выводы 33
Глава 2. Исследование гидродинамических и прочностных характеристик плоскостных загрузок .
2.1. Задачи исследований 34
2.2. Методика проведения исследований 34
2.3. Результаты определения времени контакта 37
2.4. Результаты определения прочностных характеристик плоскостных загрузки 44
2.4.1. Определение прочностных характеристик загрузки из трубчатого материала 45
2.4.2. Определение прочностных характеристик загрузки из поливинилхлоридной перфорированной плёнки 49
Выводы 52
Глава 3. Исследования очистки сточных вод на биофильтрах с гравийной и плоскостной загрузками .
3.1. Задачи исследований 53
3.2. Методика проведения исследований 53
3.3. Исследования очистки сточных вод на биофильре с объёмным загрузочным материалом 54
3.4. Исследования очистки сточных вод на биофильре с плоскостным загрузочным материалом 66
3.5. Анализ полученных экспериментальных результатов 75
Выводы 78
Глава 4. Исследование биологического процесса удаления соединений азота на лабораторной модели биофильтра
4.1. Задачи и теоретическое основы исследований 79
4.2. Методика проведения исследований 88
4.3. Результаты лабораторных исследований первого этапа исследований 92
4.4. Анализ полученных результатов первой серии экспериментов 95
4.5 Результаты лабораторных исследований второго этапа исследований 101
4.6 Анализ полученных результатов второго этапа исследований 108
Выводы 117
Глава 5. Пратическое применение результатов исследований
5.1. Реконструкция очистных сооружений Тху Дык города ХоШи Минь 118
5.2. Реконструкция очистных сооружений Ха Лонг 128
Выводы 135
Глава 6. Рекомендуемые технологические схемы очистки сточных вод 136
Общие выводы 143
Список использованной литературы 144
Приложение
- Методы очистки сточных вод небольших населённых пунктов
- Результаты определения прочностных характеристик плоскостных загрузки
- Исследования очистки сточных вод на биофильре с объёмным загрузочным материалом
- Результаты лабораторных исследований первого этапа исследований
Введение к работе
Охрана окружающей среды и, особенно, водных объектов от загрязнения и истощения является одной из самых важных задач современного мира. В окружающей нас природной среде практически не остаётся источников пресной воды, а большинство существующих водных объектов не отвечают требованиям к питьевой воде (в том числе многие артезианские источники). В последние годы в Республике Вьетнам самое пристальное внимание уделяется решению проблем по снабжению населения пригодной к употреблению водой, а также решению проблем по отведению и очистке коммунальных и промышленных сточных вод. Данная задача является наиболее значимой с санитарно-гигиенической и экологической точек зрения. В природе вода является самым ценным минералом, без которого невозможна сама жизнь на нашей планете [1].
Во многих странах Юго-Восточной Азии пресная вода не является дефицитным продуктом природы, но санитарно-гигиеническое состояние её затрудняет использование для целей питьевого водоснабжения. Отсутствие инженерных сетей водоотведения и современных очистных сооружений в небольших городах и населённых пунктов делает воду в источниках пресной воды опасной с санитарной точки зрения, как для питьевого водоснабжения, так и для культурно-бытового водопользования. Поэтому решение задач по сохранению источников пресной воды для неё является важнейшей проблемой. В связи с этим разработка мероприятий по отведению и очистке коммунальных и производственных сточных вод также является архиважной задачей в условиях Вьетнама.
Используемые в настоящее время системы и принципы очистки сточных вод весьма разнообразны и специфичны, но среди этих методов следует выделить два метода, которым в данной работе будет уделено особое значение. Это методы биологической и физико-химической очистки сточных вод. Биологические методы очистки сточных вод выделяются среди других мето-
дов очистки универсальностью и экологической чистотой, так как в основе этого метода лежат процессы, протекающие в природе непрерывно. Биологическая очистка сточных вод - это, прежде всего, разрушение присущих и чуждых природной среде соединений естественными (природными) методами
[2].
Основная разница в процессах очистки заключается в интенсификации
этих процессов в сооружениях биологической очистки различными методами (подачей сжатого воздуха, увеличением дозы активной биомассы в объёме сооружения, температурном регулировании и другими способами).
Наибольшее распространение в отечественной и зарубежной практике очистки сточных вод получили распространение биологические фильтры и аэротенки. Эти сооружения достаточно надежны в работе, просты в эксплуатации и эффективны, но чувствительны к резким колебаниям притока сточных вод или изменению концентрации загрязнений, которые оказывают негативное влияние на качественные показатели очищенных сточных вод [3].
Рост канализуемых объектов, в городах и населенных пунктах, увеличивает количество и изменяет качественный состав сточных вод, поступающих на очистные сооружения. Эти показатели, в большинстве случаев, превышают проектные показатели и требуют выполнения работ по расширению или реконструкции очистных сооружений, поэтому методы интенсификации работы сооружений путем использования новых современных методов очистки приобретают особое значение.
При сбросе очищенных сточных вод возникает проблема, которая заключается в сохранении экологического равновесия в водоёмах приёмников очищенных сточных вод. Следствием этого является ограничение поступления вредных веществ в природные водоемы, и особенно биогенных элементов — азота и фосфора. Проблема удаления азот- и фосфорсодержащих соединений возникла в связи с ухудшением качества воды рек и водохранилищ питьевого водопользования, которое обуславливается наличием избыточного
количества питательных элементов в воде. Это в свою очередь вызывает усиленный рост водорослей и водной растительности, которая потребляет растворенный кислород. Такие условия несовместимы с жизнью теплокровных организмов.
Для достижения высокого качества очистки сточных вод возможно использование методов биологической денитри-нитрификации. Глубокая очистка сточных вод, в частности от соединений азота, является одной из ваш-нейщих вопросов современоси. Накопленный опыт и научные исследования многих поколений специалистов свидетельствуют о приоритетности биологических методов очистки. Таким образом, исследования работы сооружений биологической очистки сточных вод дает возможность для глубокого понимания процессов и открывает новые возможности оптимизации работы биологических сооружений.
Целью настоящей работы является разработка и исследование технологии глубокой биологической очистки на биологических фильтрах с достижением высоких показателей очищенной сточной воды, с максимальным удалением соединений с помощью процессов денитри-нитрификаций для небольших населенных пунков Вьетнама.
Задачи работы
Исследование процесса удаления соединений азота на лабораторной модели биофильтра и теоретическое обоснование.
Исследование очистки сточных вод на биофильтрях с различными загрузочными материалами.
Исследование гидродинамических и прочностных характеристких плоскостных загрузок.
Практическое применение разработанной технологической схемы для небольших городов и посёлков Вьетнама.
5. Практическое использование разработанной технологи очистки сточных
вод при реконструкции очистных сооружений .
Научная новизна работы.
Экспериментально доказана возможность удаления соединениий аэота на биофильтре
Разработана новая конструкция биологического фильтра с чередующимися аноксидно-аэробными зонами, позволяющая получать высокий эффект очистки по основным показателям, включая соединения азота;
Экспериментально доказана стабильность и устойчивость биологической системы.
- Получены математические зависимости для описания процесса очистки
сточных вод.
Практическая значимость.
Разработана новая технологическая схема глубокой очистки сточных вод от аммонийного азота на биологических фильтрах.
Определены оптимальные режимы работы биофильтров для обеспечения глубокого удаления соединений азота.
Внедрение результатов работы:
- На основании полученных результатов исследований выданы рекомендации
на проектирование реконструкции канализационных очистных сооружений
Ха Лонь города Куанг Нинь и Тху Дык города Хо Ши Минь Вьетнам.
-Предложены новые технологические схемы для небольших городов и насе
лённых пунктов действующих очистных сооружений в Республике Вьетнам.
Методы очистки сточных вод небольших населённых пунктов
В современных условиях применяются в основном два метода биологической очистки малых количеств хозяйственно-бытовых сточных вод — в естественных и искусственных условиях.
Биохимические методы очистки основаны на жизнедеятельности микроорганизмов, способствующих окислению и минерализации органических веществ, находящих в сточных водах в виде тонких суспензий, коллоидов и в растворе [4,5].
Существующие в настоящее время сооружения для биологической очистки сточных вод могут быть разделены на два основных типа: - сооружения, в которых очистка происходит в естественных условиях; сооружения, в которых очистка происходит в искусственно созданных условиях.
Биологическая очистка сточных вод в естественных условиях Для биологической очистки сточных вод в естественных условиях применяются следующие сооружения:
Биологическая очистка в естественных условиях Іполя фильтрации (надземные и подземные); биологические пруды и окислительные каналы поля орошения (коммунальные иземледельчес кие)
Из литературных данных известно, что поля орошения наиболее старые способы биологической очистки сточных вод, что применялись они еще в глубокой древности. Они остаются и в настоящее время простейшим устройством, дающим надежный очистительный эффект и одновременно позволяющий использовать ценные вещества для удобрения при выращивания сельскохозяйственных культур. Значительные площади, требуемые для полей орошения в связи с непрерывным увеличением количества сточных вод, и дороговизна земельных участков заставили в конце XIX и в начале XX столетия разработать более интенсивные методы очистки в искусственно созданных условиях, не требующих больших площадей земли. Сущность процесса очистки в естественных условиях состоит в том, что при фильтрации сточных вод через почву в верхнем ее слое задерживаются взвешенные и коллоидальные вещества, образующие на поверхности частичек почвы густозаселенную микроорганизмами пленку. Эта пленка адсорбирует на своей поверхности органические вещества, находящиеся в сточных водах.
Используя кислород, проникающий из атмосферы в поры почвы, микроорганизмы переводят органические вещества в минеральные соединения [5]. Таким образом, воздух является необходимым условием нормального протекания процесса протекания очистки сточной воды на полях орошения. Недостаток воздуха быстро приводит к кольматации почвы, и требует ее восстановления глубокой перепашкой.
Поля фильтрации предназначены для биологической очистки сточных вод в естественных условиях. В отличие от полей орошения на них не выращиваются сельскохозяйственные культуры, поэтому они принимают нагрузку в значительной степени больше, чем поля орошения и требуют значительно меньшую площадь земли.
В практике строительства находят применения два типа полей фильтрации: надземные и подземные. Каждый из этих типов имеет ряд принципиальных преимуществ и недостатков. Наземные поля фильтрации применяются независимо от количества сточных вод, и, следовательно, уместны как при централизованной, так и при децентрализованной схеме канализации. Основным их недостатком является необходимость расположения на значительном удалении от жилых зданий. Это исключает возможность применения надземных полей фильтрации при канализации малых населённых пунктов при высокой плотности населения, что характерно для Вьетнама.
В систему подземного орошения обычно входят: септик, дозирующая камера и распределительная сеть труб или дренов.
К достоинствам подземного орошения следует отнести отсутствие неприятного запаха мошек. Подземное орошение не портит местности земляными работами: нет валиков, лотков, дорог и каналов. Сооружения для подземного орошения более просты в эксплуатации, чем надземные поля орошения, они не требуют особо квалифицированной рабочей силы и дефицитных материалов. Подземное орошение дает хороший эффект очистки и, особенно, пригодно для зданий, заселяемых только летом [5].
Биологические пруды получили применение благодаря тому, что в сточных водоемах вследствие интенсивного развития планктона и бентоса процессы очистки загрязненной воды проходят весьма интенсивно [5]. Боль шую роль при этом играют зеленые водоросли, представляющие собой микроскопические взвешенные в воде планктонные организмы (водоросли и зеленые бактерии), которые ассимилируют в процессе фотосинтеза загрязнения сточных вод и обогащают их кислородом со скоростью, превышающей скорость атмосферной аэрации. Их жизненность зависит от световых и температурных условий. Различают следующие типы биологических прудов:
Из литературных данных известно, что повышение температуры воды в пруде благоприятствует происходящим там биологическим процессам. Эффект очистки в теплый период весьма высок. Проф. Черкес Д.С. указывает, что вода, прошедшая через пруды, не загнивает; эффективность снижения органических загрязнений для бытовых сточных вод составляет около 90%, количество бактерий уменьшается на 95-99% [5]. Температурный режим в прудах определяется климатическими условиями местности. Повышение температуры до 20-25С благоприятно влияет на процессы минерализации и на корм рыбы. При +6С очистка в прудах резко ухудшается, а зимой пруды не работают [8].
Несмотря на небольшую стоимость и простоту эксплуатации, применение биологических прудов в качестве самостоятельных очистных сооружений может иметь место в очень ограниченном числе случаев. Их можно применять , например, для очистки сточных вод в летнее время. В местности с теплым климатом, пруды могут работать круглый год. При наличии хорошо фильтрующих почв для устройства полей фильтрации или полей орошения, пруды могут быть использованы как самостоятельные сооружения для глубокой биологической очистки сточных вод.
Биологическая очистка в естественных условиях, как показали исследования многих авторов, дает меньшую степень очистки сточных вод, чем биологическая очистка в искусственно созданных условиях.
В качестве простейших сооружений для очистки сточных вод от взвешенных и органических веществ, которые могут применяться для очистки небольших объемов сточных вод следует отнести септики и двухъярусные отстойники.
Септики. Среди разнообразных типов сооружений, применяемых для предварительной очистки сточных вод, септики являются простейшими надежными сооружениями. Сущность процесса, проходящего в септике, заключается в том, что сточная жидкость, проходя по септику с весьма малой скоростью, выделяет взвешенные вещества, находясь, долгое время в септике, перегнивает, превращаясь в растворенные и газообразные вещества.
В септике происходит почти полная дегельминтизация сточных вод, разрушение значительной части растворенных органических веществ, гибель патогенной микрофлоры. Поэтому септик следует рассматривать не только как установку для механической очистки сточной жидкости, но и как сооружение, в котором протекают процессы биологической очистки.
Септики могут устраиваться одно-двух и трехкамерные и выполняться из кирпича, сборного и монолитного железобетона. По форме септики могут быть прямоугольные и круглые.
Результаты определения прочностных характеристик плоскостных загрузки
Результаты определения прочностных характеристик плоскостных загрузки. Создание мощной строительной базы Вьетнама ставит задачу разработки и внедрения очистных сооружений, включающих в свой состав сооружения биологической очистки. Достаточно простым в строительстве и эксплуатации (не требующем высококвалифицированного обслуживающего персонала) являются биологические фильтры различных конструкций.
В качестве загрузки для плоскостных биофильтров могут использоваться - блочные, засыпные и рулонные материалы из пластических масс; - гофрированные асбестоцементные листы; - блоки из тонкостенных стеклянных, полимерных или металлических трубок; - керамические пространственные и пеностеклянные блоки; - засыпные керамические изделия и др. При конструировании новых загрузочных материалов необходимо соблюдать требования долговечности, жёсткости, химической и биологической стойкости . Загрузочный материал должен иметь развитую поверхность контакта сточная вода - биоплёнка - загрузочный материал, небольшой объёмный вес, высокую пористость. Снижение объёмного веса загрузочного материала в условиях теплого климата позволяет использовать для ограждающих конструкций облегчённые ограждающие конструкции. Вместе с тем толщина загрузки должна быть оптимальной или, говоря другими словами, должна выдерживать свой собственный вес, вес, наросшей на её поверхности биологической плёнки и вес, протекающей по загрузке сточной воды. При определении несущей способности загрузочного материала следует принимать в расчёт, что масса биоплёнки и количество сточной воды будут изменяться в достаточно широком диапазоне, при этом необходимо также учитывать вес самого материала загрузки. В данном разделе исследований была приведены математические выкладки, обосновывающие необходимую толщину материала загрузки, которая обеспечивала бы нормальную работу биофильтра без потери несущей способности загрузочных материалов.Определение прочностных характеристик загрузки из трубчатого материала. Загрузочный материал биофильтра выполняется из трубок, собран ных в блоки, расположенных рядами по высоте. При монтаже загрузки блоки могут смещаться на половину диаметра относительно друг друга по высоте. Принимаем диаметр блока 0,5 м, диаметр трубок 0,05 м. Высота блока 0,5 м (см. рис. 2.10). _ _ _, Трубки изготавливаются из полиэтилена высокой плотности низкого давления. Предел прочности на растяжение, сжатие и изгиб соответст-венно 600, 900 и 1100 кг/см ; коэффициент однородности 0,6; модуль упругости Е = 60000 кг/см2; коэффициент Пуассона м = 0,4; объёмный вес в плотном состоянии 1400 кг/м3. При укладке блоков возможны два конструктивных решения: - с вертикальным расположением трубок; - беспорядочно уложенные трубки (угол наклона около 45 к линии горизонта). Нагрузка на материал зависит от собственного веса, от веса биоплёнки, нарастающей по стенкам трубок, и находящейся в ней обрабатываемой сточной водой. Величина нагрузки на 1 м2 фильтрующего материала и схемы расположения блоков, приведены на рис. 2.11. При толщине стенок 1 мм общая площадь торцевой части (Ат) пластмассовых трубок составляет соответственно 640 см2/см2 сечения загрузки в плане. Расчетные сопротивления материала трубок на схеме определяется по формуле: кеж =(rxK0xmxKqc где а - предел прочности (900 кг/см2); К0 - коэффициент однородности материала (0,6); m - коэффициент условия работы (0,5); KqC - коэффициент длительного сопротивления (0,3). В данном случае КсЖ =81 кг/см2. о 1 3 CQ Рис. 2.11. Величина нагрузки на 1 м фильтрующего материала. Проверка прочности проведена для двух сечений при слоя высоте загрузки Н = 6 м (опирание по всей поверхности блока) и Н = 5,5 м (опира-ние блока на блок с учётом смещения их осей) определяется по формуле: Проверка показала, что в этих случаях требования удовлетворяются и, что по своей прочности (в самом неблагоприятном случае) может выдержать нагрузки в 18 раз превышающие нагрузки существующие в биофильтре.
Наихудшие условия работы, с точки зрения потери устойчивости, будут у трубок, находящихся на границе блока. Потеря ими устойчивости приведет к возрастанию нагрузки на остальные трубки, которые, в свою очередь, могут потерять устойчивость. Проверка ведётся по формуле:
Исследования очистки сточных вод на биофильре с объёмным загрузочным материалом
В отличие от работы традиционных биофильтров с объёмной загрузкой, на которые сточная вода поступала через определённые промежутки времени, исследования были проведены при постоянном поступлении сточной жидкости, то есть определялась возможность работы сооружения в экстремальных условиях при постоянном орошении загрузочного материала сточной водой.
В процессе экспериментов в соответствии с поставленной целью определялись оптимальные условия осуществления процессов биологической очистки в биологическом фильтре с объёмной загрузкой, а также изучались процессы биологического удаления соединений азота и фосфора. Эксперимент состоял из трёх этапов с различными гидравлическими нагрузками.
Первый этап исследований предусматривал выход работы лабораторной модели на режим полной биологической очистки сточных вод по классической схеме. Искусственно составленная сточная жидкость по своим показателям практически полностью соответствовала реальной сточной воде в небольших населённых пунктах Вьетнама. Расход сточной воды на лабораторную установку составлял - 0,029 м3/сут, а гидравлическая нагрузка при этом составляла -1,85 м /м сут.
Первый этап продолжался два месяца. В таблице 3.2 приведены усреднённые данные работы лабораторной установки . Как видно из приведённых показателей очистки сточных вод биофильтр в течение одного календарного месяца вышел на режим работы, обеспечивающий полную биологическую очистку с показателями по БПК5 - 8,45 мг/л, ХПК - 37,5 мг/л, взвешенные вещества (после полутрочасового отстаивания) - 7,5 мг/л, снижение азота аммонийного происходило до 8,8 мг/л.
При продолжении работы во второй месяц показатели очистки стабилизировались и полностью соответствовали полной биологической очистки сточных вод. При этом величина органической нагрузки по БПК5 максимально достигала 168,3 мг/(м3сут), окислительная мощность 152,7 мг/(м сут) при эффекте снижения по БПК5- 90,58 % (см. табл. 3.3.).
Толщина слоя биоплёнки в биофильтре составляла порядка 2-3 мм, в верхней части биофильтра биоплёнка представляла собой слизистую структуру, толщину которой определить было невозможно.
Санитарно-химические показатели очистки сточных вод на биофильтрах с объёмной загрузкой на первом этапе исследований.(гидравлическая нагрузка- 1,85 м3/м3сут)
Процессы и нитрификации протекали в полном соответствии с результатами полной биологической очистки сточных вод в биологических фильтрах. Снижение концентрации азота аммонийного азота составляло в среднем около 65.2 %, что вполне отвечает, установленному гидравлическому режиму работы сооружения. Постоянная подача сточной воды на биофильтр не оказывала какого-либо существенного влияния на процессы биологической очистки сточных вод.
Второй этап исследований предусматривал работу лабораторной модели с увеличенной гидравлической нагрузкой и продолжением подачи сточной воды в биофильтр непрерывно. В этот период расход сточной воды на лабораторную установку составлял - 0,043 м /сут, а гидравлическая нагрузка при этом составляла - 2,74 м3/м3сут.
Второй этап исследований также продолжался два месяца. В таблице 3.4 приведены усреднённые по месяцам санитарно-химические показатели работы лабораторной установки.
Анализируя результаты работы можно констатировать очистка сточных вод на биофильтре, несмотря на повышение гидравлической нагрузки, практически ничем не уступала по качественным показателям, полученным на первом этапе исследований очищенной сточной воды. Показатели очищенной воды были стабильны и полностью соответствовали полной биологической очистке сточных вод.
Концентрации загрязнений в очищенной сточной воде по основным показателям в среднем составляли: по БПК5 - 9,55 мг/л; по ХПК - 37,5 мг/л; по взвешенным веществам (после отстаивания в течении 1,5 часа) - 9 мг/л. Прозрачность очищенной воды по шрифту превышала 30 см.
Санитарно-химические показатели очистки сточных вод на биофильтрах с объёмной загрузкой на втором этапе исследований(гидравлическая нагрузка - 2,74 м3/м3сут)
Снижение азота аммонийного происходило до 6,35 мг/л, фосфора - 4,37 мг/л. Вероятно увеличение концентрации биологической плёнки приводило к увеличению времени нахождения сточной воды в теле загрузки биологического фильтра, что привело к углублению процессов биологической очистки и дефосфатации.
Общая толщина слоя биоплёнки в биофильтре в средней его части составляла порядка 3 мм, в верхней части биофильтра определить толщину биоплёнки не представлялось возможным.
Технологические показатели очистки сточной воды, приведённые в таблице 3.5, показывают, что при увеличении гидравлической нагрузки произошло повышение соответственно органической нагрузки по БПК5 до 260,3 мг/(м сут) и окислительной мощности биофильтра до 234,1 мг/(м3сут).
На третьем этапе исследований гидравлическая нагрузка по сточной воде на пилотную установку была увеличена, расход сточных вод составлял -0,058 м /сут, а гидравлическая нагрузка при этом составляла - 3,69 м /м сут. Режим подачи сточной воды оставался неизменным (без перерывов). Таким образом, нагрузка по сточной воде практически в два раза превышала нормативную нагрузку на сооружения подобного типа.
Также как и второй этап, третий этап исследований продолжался два месяца. В таблице 3.6 приведены усреднённые санитарно-химические показатели работы лабораторной установки.
Приведённые показатели очистки сточных вод на биофильтре , при повышении расхода несколько ухудшились по сравнению с предыдущими этапами исследований.
Концентрации загрязнений в очищенной сточной воде по основным показателям в среднем составляли: по БПК5 - 13,3 мг/л; по ХПК - 40,5 мг/л; по взвешенным веществам-18,5мг/л. Прозрачность очищенной воды несколько ухудшилась и была равна за весь период исследований около 30 см.
Однако было отмечено снижение концентрации соединений азота аммонийного до 4,17 мг/л и увеличение соединений фосфора в среднем до 6,4 мг/л.
Результаты лабораторных исследований первого этапа исследований
На первом этапе исследований решалась задача вывода лабораторной установки в режим денитри-нитрификации и выявления принципиальной возможности этого процесса в биофильтре с чередующимися аноксидно-аэробными зонами. Лабораторная установка была пущена в работу в полном соответствии с технологической схемой, приведённой на рис. 4.4.
Неочищенная сточная вода подавалась на первую ступень биофильтров, которая представляла собой реакторы, размещенные друг над другом. Первоначально сточная вода через герметизированный впуск попадала в аноксидную зону, изолированную от попадания в неё атмосферного воздуха, а далее она перетекала в аэробную зону.
Первый этап исследований продолжался в течении четырёх месяцев, на этом этапе гидравлическая нагрузка на установку постепенно увеличивалась от 0,93 до 1,4 м3/м3сут. Как видно из усреднённых показателей санитарно-химических анализов, приведённых в таблице 4.1 и 4.2. и приложениях 2 , в первой серии исследований снижение общего и аммонийного азота после первой ступени биофильтров было недостаточно выражено и достигало по азоту общему 14,60 %, а по аммонийному азоту 13,75 %. Необходимо отметить высокий эффект снижения органических загрязнений по БПК5, что эффект снижения органических загрязнений по был высок и составлял более 89%.
Санитарно-химические показатели работы второй ступени биофильтров показали, что произошло некоторое улучшение процесса удаления соединений азота. Эффективность снижения общего азота возросла до 46,15%, а аммонийного азота - 79,9%, снижение БПК5 - 90,91 %, но, несмотря на это, количественные показатели не соответствовали поставленной цели исследований.
Результаты очистки сточных вод на биофильтре чередующимися анок-сидно-аэробными зонами первого этапа исследований ( без рециркуляции). Положительной тенденцией эксперимента следует считать, что при увеличивающейся на каждом этапе эксперимента гидравлической нагрузке уменьшалась концентрация органических и азотсодержащих веществ.
На рис. 4.5 - 4.9 показана динамика изменения концентрации загрязнений по органическим и взвешенным веществам и по азоту в зависимости от величины органической нагрузки, которые доказывают предположение о возможности осуществления процесса денитри-нитрификации в биофильтрах с чередующимися аноксидно-аэробными зонами.
Технологические показатели работы биофильтра с аноксидно-аэробными зонами на первом этапе исследований.
Известно, что все способы биологической очистки сточных вод от соединений азота основаны на процессах нитрификации и денитрификации, то есть это положение можно отнести и к процессам удаления соединений азота в биофильтрах с чередующимися аноксидно-аэробными зонами.
Однако следует отметить, что в первой серии экспериментов в отличие от системы одноиловой денитри-нитрификации в аэротенках не происходит даже частичная очистка от соединений фосфора. Напротив, отмечается возрастание содержание соединений фосфора, что вероятно связано с недостаточно высоким временем пребывания в биофильтрах и присутствием продуктов распада органических веществ с повышенным содержанием соединений фосфора.
Сравнивая динамику удаления соединений азота в биофильтре с чередующимися аноксидно-аэробными зонами и данными исследований, полученных на биофильтрах с объёмной гравийной и плоскостной загрузками можно отметить, что эффективность снижения концентрации соединений азота проходит достаточно глубоко. Вместе с тем следует отметить, что процессы денитрификации протекают не достаточно интенсивно, что выражается в повышенном содержании в очищенной сточной воде нитритов и недостаточном количестве нитратов. Так, например, кривые изменения концентрации аммонийного азота весьма наглядно демонстрируют, что практически только на второй ступени биофильтров процессы удаления азота проходят достаточно интенсивно.
Широко известно, что в процессах нитрификации окисление аммиака до нитратов, является продуктом отрегулированного метабиоза, для его осуществления необходимо создание определённых условий для такого сожительства микроорганизмов, когда одна форма начинает развиваться после другой на отходах жизнедеятельности первой .
Похожие диссертации на Глубокая очистка сточных вод на биофильтрах
