Использование иммобилизованного ила в аэротенке-биореакторе для интенсификации очистки сточных вод

Кульков В.Н. , Солопанов Е.Ю. , Камалов Р.Т.

2019 / Том 9, номер 1(28) 2019 [ ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. СТРОИТЕЛЬСТВО ]

Цель работы заключается в изучении воздушной регенерации иммобилизованного ила в аэротенке-биореакторе, применяемой для интенсификации очистки сточных вод. Изучение кинетики БПК и растворенного кислорода при наличии иммобилизованного на ершовой инертной загрузке и свободноплавающего ила в биореакторе. В экспериментальную ячейку биореактора помещалась синтетическая загрузка, на которой осуществлялась седиментация активного ила. Нагрузка крепилась на металлической трубке, по которой периодически подавался воздух для регенерации загрузки. На дно экспериментальной ячейки помещался мелкопузырчатый аэратор для аэрации водно-иловой смеси. Опыты по интенсификации биологической очистки сточных вод проводились как в стационарных условиях, так и с применением среднепузырчатой воздушной регенерации иммобилизованного на ершовой загрузке ила. Изучали кинетику очистки сточных вод по БПК с использованием воздушной регенерации иммобилизованного ила и без неё. Контролировалась концентрация растворенного кислорода. Лучшие результаты по очистке сточных вод получены в опытах с применением периодической воздушной среднепузырчатой регенерации интенсивностью 7,47 м³/(м²·ч) иммобилизованного ила. Изучена кинетика очистки сточных вод по БПК₅ в ячейке биореактора с двумя видами биоциноза - иммобилизованного и свободно плавающего ила. С использованием данных по динамике БПК получены математические выражения для расчета скорости изменения БПК₅ при заданной дозе ила и интенсивности аэрации водно-иловой смеси. Скорость очистки воды уменьшилась в ~ 2 раза за три часа эксперимента. Концентрация растворенного кислорода, за это время увеличилась на ~ 18% при использовании воздушной регенерации и без неё. Эффективность очистки воды с регенерацией иммобилизованного ила в ~ 3 раза выше, чем в стационарной технологии очистки воды.

Ключевые слова:

иммобилизованный ил,ершовая загрузка,ячейка биореактора,БПК,воздушная регенерация,кинетика кислорода,immobilized sludge,brush loading,bioreactor cell,BOD,air regeneration,oxygen kinetics

Библиографический список:

1. Жмур Н.С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. М.: АКВАРОС, 2003. 512 с.
2. Швецов В.Н., Морозова К.М., Смирнова И.И., Семенов М.Ю., Лежнев М.Л., Рыжаков Г.Г., Краснов А.А. Технологическая эффективность биозагрузки производства ООО «Техводполимер» // Водоснабжение и санитарная техника. 2007. № 2. С. 33-40.
3. Швецов В.Н., Морозова К.М., Смирнова И.И., Семенов М.Ю., Лежнев М.Л., Рыжаков Г.Г., Губайдуллин Т.М. Использование блоков биологической загрузки на сооружениях очистки сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 2010. № 10. Ч. 2. С. 25-31.
4. Куликов Н.И., Райманов А.Я., Омельченко Н.П., Чернышов В.Н. Теоретические основы очистки воды. Макеевка: НОУЛИДЖ, 2009.
5. 298 с.
6. Nadir Dizge, Berrin Tansel, Banu Sizirici. Process intensification with a hybrid system: A tubular packed bed bioreactor with immobilized activated sludge culture coupled with membrane filtration. Chemical Engineering and Processing, 2011, no 50, pp. 766-772.
7. Ермолин Ю.А., Алексеев М.И. Промышленная очистка сточных вод как управляемый процесс // Вода и экология. 2017. № 2. С. 18-26. DOI: 10.23968/2305-3488.2017.20.2.18-27
8. Кульков В.Н., Солопанов Е.Ю., Сосна В.М. Кинетика иммобилизованного и свободно плавающего ила в биореакторе при среднепузырчатой регенерации ершовой загрузки // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2016. N 2. С. 146-152.
9. M.C. Martн-Calatayud, S. Schneider, S. Yьce, M. Wessling Interplay between physical cleaning, membrane pore size and fluid rheology during the evolution of fouling in membrane bioreactors. Water research, 2018, vol. 147, pp. 393-402.
10. Khaled Zaher Abdalla, Khaled Khafagy. Upgrading of Activated Sludge Systems Using Immobilized Nitrifiers in Polymer Pellets. International Journal of Scientific & Engineering Research, 2014, vol. 5, issue 2, pp. 619-623.
11. Солопанов Е.Ю, Кульков В.Н., Широков А.Е. Использование воздушной регенерации иммобилизованного ила на ершовой загрузке в аэротенке // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2016. № 4 (19). С. 138-146.
12. Rania Ahmed Hamza, Zhiya Sheng, Oliver Terna Iorhemen, Mohamed Sherif Zaghloul, Joo Hwa Tay. Impact of food-to-microorganisms ratio on the stability of aerobic granular sludge treating high-strength organic wastewater. Water research, 2018, vol. 147, pp. 287-298.
13. Кульков В.Н., Солопанов Е.Ю. Оценка эффективности регенерации синтетической загрузки в биореакторе // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2016. N 3. С. 77-84.

Файлы:

• 8_Кульков_В.Н.__Солопанов_9403849.pdf (скачать | просмотреть) - скачано 78 раз