Введение к работе
Во всех промшлевно развитых странах вопросам переработки растительного сырья - отходов иревесины и сельскохозяйственного производства - уделяется самое пристальное внимание как источнику дешевых и быстровозобновляемых ресурсов для химических и биотехнологических отраслей промышленности. Основу современной технологии их переработки составляют реакции гидролититес-кого расщепления гликозидных связей полисахаридов с образованием моносахаридов, используемых в качестве ростовых субстратов различными группами микроорганизмов. Гидролитическая переработка является наиболее перспективним методом химической переработки растительного сырья, поскольку в сочетании с биотехническими процессами дозволяет получить кормовые и пищевые продукты, биологически активные и лекарственные препараты, разнообразные продукты для технических целей.
Гидролизные производства по своему профилю подразделяются на спиртодрожжевые,. гидролизно-дрояжевне, фурфурольно- и кси-литно-дрожжевые, гидролизноспиртовые. В последние годы предприятия спиртодрожжевого профиля постоянно наращивают свои мощности, учитывая все увеличивающиеся потребности в техническом спирте, для целого ряда химических отраслей промышленности. В то же время в связи с сокращением объемов производства деревообрабатывающих предприятий в районах традиционного расположения гидролизных заводов, спиртодрожжевне производства вынуждены менять свою сырьевую базу, используя в качестве сырья мелассу, а зачастую їуражное или низкокачественное зерно, что приводит к существенному изменению состава сточных вод, а нередко и к значительному увеличению содержания загрязнений в сточных водах. Большая водо-эмкость гидролизных производств, высокие концентрации органических загрязнений в их.стоках обусловливают и значительные кали-сальные затраты на строительство очистных.сооружений, достигающие 20-30$ от стоимости самих предприятий. Многолетний опыт об->аботки стоков этих предприятий показал экономическую пелесооб->азность ж технологическую надежность применения биологических іетодов удаления широкого спектра загрязнений органического прохождения, содержащихся в этих сточных водах, и направления об-азующихся илов и осадков в основное производство на гидролиз
- 4 -совместно с исходным сырьем, что решает проблему их ликвидации и одновременно поставляет дополнительное сырье для получения продуктов основного производства. Наиболее широкое применение для биологической очистки сточных вод гидролизных производств получили аэрационные сооружения благодаря своей технологической гибкости и. эксплуатационной надежности в производственных условиях. Однако значительные энергетические затраты на их функционирование, связанные с высокой концентрацией органических загрязнений в сточных водах данного профиля, и как следствие с большой длительностью их очистки в аэротенках -настоятельно ставят задачу поиска путей дальнейшей интенсификации работы этих сооружений и, в частности, снижения,, энергетических затрат на их эксплуатацию. Вопросами оптимизации работы аэрационных сооружений успешно занимаются многие научно-исследовательские организации: ВНИИ ВОДГЕО, Московский государственный строительный университет, ШИЖВОВ,. ВНИИсин-тезбелок, Ленинградская инженерно-строительная академия и другие.
Целью, данной диссертационной работы является обоснование метода периодической аэрации иловых смесЦей в аэротенках, изучение и разработка инженерных аспектов ее реализации, направленных на существенное, снижение энергетических затрат на подачу воздуха без ущерба для скорости и глубины очистки сточной воды. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
рассмотрение основных путей ферментативной диссимиляции и механизма микробной трансформации органвгееских соединений;
изучение роли кислорода в процессах микробной трансформации;
выявление теоретических предпосылок для введения периодической аэрации иловых смесией в сооружениях биологической очистки;
экспериментальная проверка возможности образования запаса кислорода в микробиальной массе;
. - разработка рекомендаций по инженерному оформлению периодической аэрации иловых смесей в. аэротенках и расчету необходимого количества воздуха для подачи в них.-
- 5 -Научная новизна работы заключается в следующем:
- теоретически обоснована и экспериментально подтвержде
на возможность периодическое аэрации иловых смесей;.
-изучены принципы формирования запаса кислорода в микро-биалъных клетках, позволявшие осуществлять перерывы в подаче воздуха в аэротенк без ущерба для скорости и качества очистки воды.
Практическая значимость работы состоит в разработке рекомендаций по инженерному оформлению метода периодической аэрации иловых смесей в аэротенках. и расчету количества воздуха, подлежащего подаче в аэротенк для достижения заданной глубины очистки.
Экспериментальная проверка выдвинутых положений и возможность их использования в реальных условиях проводилась на сточных водах Онежского гидролизного завода в лабораторных условиях на специально созданных установках контактного типа.
Промышленное внедрение метода, основанное на полученных в ходе исследований результатах, было осуществлено на очистных сооружениях Онежского гидролизного, завода путем соответствующего переоборудования и перевода, двух из четырех действующих аэротенков, емкостью.7200 уг каждый, на режим периодической аэрации иловой смеси.
Апробация работы. Результаты основных этапов работы докладывались на техническом совете АО "Гидролизный завод" и. после их обсуждения принимались решения по соответствующему дальнейшему переустройству.очистных сооружений завода. В пелом работа доложена на техническом Совете. АО "Гидролизный завод" 16 октября 1996 г. и на заседании кафедры "Водоотведения" МГСУ 20 декабря 1996 г.
Структура и объем работы.. Диссертация включает введение, пять глав, содержит рекомендации ло применению разработанного метода и основные выводы по работе, список использованной лиге-, ратуры из 169 наименований. Работа изложена на 177 страницах машинописного текста, содержит 28 рисунков, 30 таблиц, приложения на 13 страницах.