Поиск по сайту

Применение иммобилизованного ила для очистки сточных вод и его воздушная регенерация

Кульков Виктор Николаевич , Солопанов Евгений Юрьевич , Камалов Руслан Талгатович

2019 / Том 9, номер 3(30) 2019 [ ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. СТРОИТЕЛЬСТВО ]

Целью работы является изучение воздушной регенерации иммобилизованного в аэротенке-биореакторе ила, применяемого для интенсификации очистки сточных вод; определение кинетики свободно плавающего ила при различной интенсивности мелкопузырчатой аэрации водно-иловой смеси в биореакторе. В физическую модель биореактора помещалась синтетическая ершовая загрузка, на которой адсорбировался активный ил. Загрузка крепилась на металлической рамке, под которую помещались трубки воздушной регенерации. Контролировалась концентрация свободно плавающего ила по методу светопропускания с использованием люксметра. Значения эффективности среднепузырчатой регенерации загрузки рассчитывались по динамической зависимости концентрации свободно плавающего ила с периодическими регенерациями и последующим изменением мелкопузырчатой аэрации смеси. Изучена динамика концентрации свободно плавающего ила при различных интенсивностях аэрации водно-иловой смеси. Установлена зависимость эффективности регенерации иммобилизованного ила от величины интенсивности аэрации смеси. Показано, что увеличение интенсивности мелкопузырчатой аэрации водно-иловой смеси в ~2 раза (с 3,2 до 6,8 м3/(м2·ч)) уменьшает эффективность среднепузырчатой воздушной регенерации на 5%. Получено математическое уравнение зависимости эффективности регенерации от интенсивности мелкопузырчатой аэрации смеси. Использование физической плоскостной модели биореактора позволило применить метод светопропускания и оценить динамику концентрации свободно плавающего ила от гидродинамической обстановки. Изучено влияние мелкопузырчатой аэрации водно-иловой смеси на эффективность воздушной регенерации ершовой загрузки с иммобилизованным илом в биореакторе. Показано, что с увеличением интенсивности аэрации смеси происходило уменьшение эффективности регенерации иммобилизованного ила. Можно констатировать незначительное влияние гидродинамической обстановки в поперечном сечении биореактора на эффективность регенерации.

Ключевые слова:

иммобилизованный ил,ершовая загрузка,модель биореактора,воздушная регенерация,аэрация,водно-иловая смесь,immobilized sludge,brush loading,bioreactor model,air regeneration,aeration,water-sludge mixture

Библиографический список:

Жмур Н.С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. М.: АКВАРОС, 2003. 512 с.
Litti Y.V., Nekrasova V.K., Siman'kova M.V., Nozhevnikova A.N., Kulikov N.I. Detection of anaerobic processes and microorganisms in immobilized activated sludge of a wastewater treatment plant with intense aeration. Microbiology. 2013. Vol. 82. № 6. P. 690-697.
Martí-Calatayud M.C., Schneider S., Yüce S., Wessling M. Interplay between physical cleaning, membrane pore size and fluid rheology during the evolution of fouling in membrane bioreactors. Water research. 2018. Vol. 147. P. 393-402.
Hamza R.A., Sheng Z., Iorhemen O.T., Zaghloul M.S., Tay Joo Hwa. Impact of food-to-micro-organisms ratio on the stability of aerobic granular sludge treating high-strength organic wastewater. Water research. 2018. Vol. 147. P. 287-298.
Кирей В.А., Юхневич Г.Г. Влияние технологического режима аэротенков очистных сооружений канализации на видовой состав активного ила: сб. науч. ст. по материалам XII Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии» (г. Гродно, 4-6 октября 2017 г.). Гродно: Изд-во: "ЮрСаПринт", 2017.
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. № 50. P. 766-772. DOI: 10.1016/j.cep.2011.06.007.
Маркевич Р.М., Гребенчикова И.А., Роденко А.В., Вострова Р.Н. Особенности биоценоза активного ила, находящегося в свободном состоянии и иммобилизованного на полимерном носителе // Труды БГТУ. № 4. Химия, технология органических веществ и биотехнология. 2013. № 4 (160). С. 219-223.
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. Is. 2. P. 619-623.
Hamza R.A., Sheng Z., Iorhemen O.T., Zaghloul M.S., Tay J.H. Impact of food-to-microorganisms ratio on the stability of aerobic granular sludge treating high-strength organic wastewater. Water research, 2018, Vol. 147, P. 287-298. DOI: 10.1016/j.watres.2018.09.061.
Пат. N 2270809, Российская Федерация. Установка комбинированной очистки сточных вод / Н.И. Куликов, А.И. Судьин, Е.Н. Куликова; заявитель и патентообладатель Н.И. Куликов. Бюлл. N 6 от 27.02.2006.
Кульков В.Н., Солопанов Е.Ю., Камалов Р.Т. Динамика и видовой состав биоценоза иммобилизованного ила на ершовой загрузке // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2019. Т. 9, N 1. С. 25-32. DOI: 10.21285/2227-2925-2019-9-1-60-66.
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. N 10, ч. 2. С. 25-31.
Ермолин Ю.А., Алексеев М.И. Промышленная очистка сточных вод как управляемый процесс [Электронный ресурс] // Вода и экология. 2017. N 2. С. 18-26. URL: http://wemag.ru/arhiv-zhurnal/18-26.pdf DOI: 10.23968/2305-3488.2017.20.2.18-27. (22.06.2019)
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. N 4 (19). С. 138-146.
Кульков В.Н., Солопанов Е.Ю. Оценка эффективности регенерации синтетической загрузки в биореакторе // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2016. N 3. С. 77-84.
Кульков В.Н., Солопанов Е.Ю. Поверхность контакта фаз в аэробной очистке сточных вод. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009. 144 с.

Файлы: