WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 41 | 42 || 44 | 45 |   ...   | 49 |

«Т. Г. Волова БИОТЕХНОЛОГИЯ Ответственный редактор академик И. И. Гительзон Рекомендовано Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации в ...»

-- [ Страница 43 ] --

Биологический метод очистки основан на способности микроорганизмов использовать в качестве ростовых субстратов различные соединения, входящие в состав сточных вод. Достоинства данного метода заключаются в возможности удаления из стоков широкого спектра органических и неорганических веществ, простоте аппаратурного оформления и протекания процесса, относительно невысоких эксплуатационных расходах. Однако для успешной реализации метода необходимы большие капитальные вложения для строительства очистных сооружений. В ходе процесса очистки необходимо строго соблюдать технологий режим очистки и учитывать чувствительность микроорганизмов к высоким концентрациям загрязнителей. Поэтому перед биоочисткой стоки необходимо разбавлять.

Для биологической очистки сточных вод применяют два типа процессов: аэробные, в которых микроорганизмы используют для окисления веществ кислород, и анаэробные, при которых микроорганизмы не имеют доступа ни к свободному растворенному кислороду, ни к предпочтительным акцепторам электронов типа нитрат-ионов. В этих процессах в качестве акцептора электронов микроорганизмы могут использовать углерод органических веществ. При выборе между аэробными и анаэробными процессами предпочтение обычно отдают первым. Аэробные системы более надежны, стабильно функционируют; они также больше изучены.

Анаэробные процессы, существенно уступающие аэробным в скорости протекания процесса очистки, имеют ряд преимуществ: 1) масса, образуемого в них активного ила практически на порядок ниже (0.1–0.2) по сравнению с аэробными процессами (1.0–1.5 кг/кг удаленного БПК); 2) в них существенно ниже энергозатраты на перемешивание; 3) дополнительно образуется энергоноситель в виде биогаза. Вместе с тем, анаэробные процессы очистки мало изучены, в силу низких скоростей протекания для них требуются дорогостоящие очистные сооружения больших объемов.

Аэробные процессы очистки сточных вод В аэробных процессах очистки часть окисляемых микроорганизмами органических веществ используется в процессах биосинтеза, другая – превращается в безвредные продукты – Н2О, СО2, NO2 и пр. Принцип действия аэробных систем биоочистки базируется на методах проточного культивирования. Процесс удаления органических примесей складывается из нескольких стадий: массопередачи органических веществ и кислорода из жидкости к клеточной поверхности, диффузии веществ и кислорода внутрь клеток через мембрану и метаболизма, в ходе которого происходит прирост микробной биомассы с выделением энергии и углекислоты. Интенсивность и глубина биологической очистки определяется скоростью размножения микроорганизмов. Когда в очищаемых сточных водах практически не остается органических веществ, наступает второй этап очистки – нитрификация. В ходе этого процесса азотсодержащие вещества стоков окисляются до нитритов и далее – до нитратов. Таким образом, аэробная биологическая очистка складывается из двух этапов: минерализации – окисления углеродсодержащей органики, и нитрификации. Появление в очищаемых стоках нитратов и нитритов свидетельствует о глубокой степени очистки. Большинство биогенных элементов, необходимых для развития микроорганизмов (углерод, кислород, сера, микроэлементы), содержится в сточных водах. При дефиците отдельных элементов (азота, калия, фосфора) их в виде солей добавляют в очищаемые стоки.

В процессах биологической очистки принимает участие сложная биологическая ассоциация, состоящая не только из бактерий, но также включающая одноклеточные организмы – водные грибы, простейшие организмы (амебы, жгутиковые и ресничные инфузории), микроскопические животные (коловратки, круглые черви – нематоды, водные клещи) и др. Эта биологическая ассоциация в процессе биологической очистки формируется в виде активного ила или биопленки. Активный ил представляет собой буро-желтые хлопья размером 3–150 мкм, взвешенные в воде, и образован колониями микроорганизмов, в том числе бактериями. Последние образуют слизистые капсулы – зооглеи. Биопленка – это слизистое обрастание материала фильтрующего слоя очистных сооружений живыми микроорганизмами, толщиной 1–3 мм.

Биологическая очистка стоков проводится в различных по конструкции сооружениях – биофильтрах и аэротенках.

Капельный биофильтр – наиболее распространенный тип биореактора с неподвижной биопленкой, применяемый для очистки стоков. По существу, это реактор с неподвижным слоем и противотоком воздуха и жидкости. Биомасса растет на поверхности насадки в виде пленки. Особенностью насадки или фильтрующего слоя является высокая удельная поверхность для развития микроорганизмов и большая пористость. Последнее придает необходимые газодинамические свойства слою и способствует прохождению воздуха и жидкости через него.

Биофильтры представляют собой прямоугольные или круглые сооружения со сплошными стенками и двойным дном: верхним в виде колосниковой решетки и нижним, – сплошным (рис. 7.1). Дренажное дно биофильтра состоит из железобетонных плит с площадью отверстий не менее 5–7 % от общей площади поверхности фильтра. Фильтрующим материалом обычно служит щебень, галька горных пород, керамзит, шлак. Нижний поддерживающий слой во всех типах биофильтров должен содержать более крупные частицы фильтрующего материала (размером 60–100 мм).

Щебеночные биофильтры имеют высоту слоя 1.5 – 2.5 м и могут быть круглыми с диаметром до 40 м или прямоугольными размером 754 м2.

Входной поток предварительно отстоянных сточных вод с помощью водораспределительного устройства периодически равномерно орошает поверхность биофильтра. В ходе просачивания сточных вод через материал фильтрующего слоя происходит ряд последовательных процессов: 1) контакт с биопленкой, развивающейся на поверхности частиц фильтрующего Воздух Рис. 7.1. Схема биофильтра (по М. С. Мосичеву и др., 1982).



материала; 2) сорбция органических веществ поверхностью микробных клеток; 3) окисление веществ стоков в процессах микробного метаболизма. Через нижнюю часть биофильтра противотоком жидкости продувается воздух. Во время паузы между циклами орошения сорбирующая способность биопленки восстанавливается. Биопленка, формирующаяся на поверхности фильтрующего слоя биофильтра, представляет собой сложную экологическую систему (рис. 7.2).

Бактерии и грибы образуют нижний трофический уровень. Вместе с микроорганизмами – окислителями углерода они развиваются в верхней части биофильтра. Нитрификаторы находятся в нижней зоне фильтрующего слоя, где процессы конкуренции за питательный субстрат и кислород менее выражены. Простейшие, коловратки и нематоды, питающиеся бактериальной компонентой экосистемы биопленки, служат пищей высшим видам (личинкам насекомых).

В биофильтре происходит непрерывный прирост и отмирание биопленки. Отмершая биопленка смывается током очищаемой воды и выносится из биофильтра. Очищенная вода поступает в отстойник, в котором освобождается от частиц биопленки, и долее сбрасывается в водоем.

Процесс окисления органических веществ сопровождается выделением тепла, поэтому биофильтры обогреваются за счет собственного тепла.

Крупные установки, снабженные слоем теплоизоляционного материала, способны функционировать при отрицательных внешних температурах.

Однако, температура внутри фильтрующего слоя должна быть не ниже 6°.Основной режим работы щебеночных биофильтров – однократное прохождение стоков. При этом нагрузка по органическому веществу на фильтр составляет 0.06–0.12 кг БПК/м3 в сутки. Для повышения нагрузки без увеличения площади биофильтра применяют режим очистки с рециркуляцией стоков или режим двойного фильтрования.

Рис. 7.2. Трофическая пирамида в биопленке капельного биофильтра Коэффициент рециркуляции для сточных вод, загрязненных трудно окисляемой органикой, может составлять 1:1 – 1:2. Нагрузка по органическому веществу при этом может достигать 0.09–0.15 кг БПК/ м3 в сутки.

Переменное двойное фильтрование заключается в использовании двух направлений фильтрования и двух вторичных отстойников. Последовательность потоков меняется с интервалом в 1–2 недели. Это вызывает быстрый рост биопленки и позволяет увеличить нагрузку до 0.15–0.26 кг БПК/м3 в сутки.

На смену минеральным материалам в биофильтрах с начала 80-х годов пришли пластмассы, обеспечивающие при высоких значениях удельной поверхности фильтрующего слоя большую пористость и лучшие гидродинамические свойства слоя (табл. 7.1). Это позволило строить высокие, не занимающие много места биореакторы, и очищать промышленные стоки с высокой концентрацией загрязняющих веществ. Удельная поверхность пластмассовых насадок, используемых для быстрого фильтрования, выше, чем у щебеночных биофильтров.

Щебеночные биофильтры, имея более низкую объемную плотность, могут достигать высоты до 8–10 м. Этот тип биореактора при быстром режиме фильтрации стоков обеспечивает степень удаления 50–60 % БПК.

Для более высокой степени очистки применяют каскад биофильтров.

В 1973 г. в Великобритании был создан вращающийся биологический реактор, представляющий собой вращающиеся диски – «соты» из пластиковых полос, попеременно погружаемые в сточные воды и поднимаемые на поверхность. При этом площадь поверхности контакта с биослоем существенно возрастает и улучшается аэрация.

Более совершенным типом биореактора с неподвижной биопленкой является реактор с псевдоожиженным слоем, характеризующийся наличием носителя, покрытого микробной пленкой, достаточного для создания псевдоожиженного слоя восходящего потока жидкости. Реактор имеет систему подачи кислорода и устройство, обеспечивающее практически Свойства насадок, используемых в капельных биофильтрах Минеральная:

Полимерная:

Непластифицированный горизонтальное распределение потока жидкости в слое носителя. В качестве носителя в таких биореакторах может быть использован песок, через который пропускается кислород (система «Окситрон»). Применяют также волокнистые пористые подушечки с системой подачи кислорода в самом аппарате (установка «Кептор»).

Эксплуатация биофильтров – достаточно несложный процесс. Важным условием для эффективной работы биофильтров является тщательная предварительная очистка стоков от взвешенных частиц, способных засорить распределительное устройство. Неблагоприятным моментом в эксплуатации биофильтров является вероятность заливания, размножение мух на поверхности, дурной запах, как вследствие избыточного образования микробной биомассы.

В настоящее время около 70 % очистных сооружений Европы и Америки представляют собой капельные биофильтры. Срок службы таких биореакторов исчисляется десятками лет (до 50). Основной недостаток конструкции – избыточный рост микробной биомассы. Это приводит к засорению биофильтра и вызывает сбои в системе очистки. Предложенная недавно модификация представляет собой установку с чередующимся двойным фильтрованием. Система рециркуляции позволяют исключить негативные моменты, характерные для биофильтров.



Pages:     | 1 |   ...   | 41 | 42 || 44 | 45 |   ...   | 49 |
 



Похожие работы:

«РУКОВОДИТЕЛЬ ФЕДЕРАЛЬНОГО МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО АГЕНТСТВА МЗСР РФ Валентин Викторович Уйба На пороге нового тысячелетия атомная энергетика страны всту­пила в эпоху­ кру­пных перемен, этап преобразований, связанных с дальнейшим интенсивным развитием отрасли. Одним из важнейших у­словий фу­нкционирования объектов атомной энергетики является здоровье работников атомных электростанций. В связи с этим придается огромное значение развитию промышленного здравоохранения, так как оно является одной из...»

«Физические положения и математические преобразования, изложенныe в работе, достаточно просты, они на уровне второго курса ВТУЗa. Я и стремился к тому, чтобы работа была максимально простой, ясной и понятной, не загроможднной формулами. Работа основана на наблюдаемых явлениях, часть из которых изложена, а многиe, не вошедшие, принципиально объяснимы. Аннотация В работе описываются, равноправно с однородным, обычным ходом времени, условия перехода и возможность неоднороднoгo, отклоннного хода...»

«В настоящее время значительно увеличилось мировое нефтяное потребление. По данным международного энергетического агентства доля нефти в общем потреблении энергоресурсов составляет 43% (данные 2006 г.). Большая доля нефти в мировой энергетике и постоянный рост нефтяного потребления неизбежно ведет к увеличению производства, который подчиняется закону спроса и предложения. Добыча нефти сейчас и особенно в будущем все больше переходит на шельф, что неизбежно приводит к загрязнению морских...»

«СНЕЖНОГОРСК, ДО ВОСТРЕБОВАНИЯ. Красноярск.2004 г. 2 БЕРУ НА СЕБЯ СМЕЛОСТЬ УТВЕРЖДАТЬ,ЧТО ЭТУ КНИГУ ВПОЛНЕ МОЖНО ПРИЗНАТЬ ПОЛНЫМ СОБРАНИЕМ ЗАПИСОК РЕПОРТЕРА НА ОДНУ, ОДНАЖДЫ ИЗБРАННУЮ ТЕМУ. Я ВЕЛ ИХ, СТРАШНО ПОДУМАТЬ, В ТЕЧЕНИЕ МИНУВШИХ СОРОКА ЛЕТ ПЕРИОДИЧЕСКИ ПОСЕЩАЯ БЕРЕГА РЕКИ ХАНТАЙКИ, ГДЕ ВСЕ ЕЩЕ НЕПОВТОРИМО ДЛЯ МИРОВОЙ ПРАКТИКИ НАДЕЖНО ВОЗВЕДЕНА И БЕЗАВАРИЙНО РАБОТАЕТ УНИКАЛЬНАЯ ПО НЕСТАНДАРТНОСТИ ИНЖЕНЕРНОГО ЗАМЫСЛА ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ. ОНА И В НАЧАЛЕ 21-го ВЕКА ОСТАЕТСЯ НЕ ТОЛЬКО...»

«СОВЕТ МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА ВУКТЫЛ РЕШЕНИЕ от 9 июня 2011 г. N 36 ОБ УТВЕРЖДЕНИИ СХЕМЫ ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА ВУКТЫЛ В соответствии с Федеральным законом от 06.10.2003 N 131-ФЗ Об общих принципах организации местного самоуправления в Российской Федерации, статьей 20 Градостроительного кодекса Российской Федерации, статьей 6 Закона Республики Коми О некоторых вопросах в области градостроительной деятельности в Республике Коми, Уставом муниципального района Вуктыл...»

«ТРЕТЬЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ СОВЕЩАНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ХИМИЧЕСКОГО И РАДИОХИМИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ В АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ (Атомэнергоаналитика-2005) 20 – 22 сентября 2005 года г. Сосновый Бор ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ г. Сосновый Бор 2005 СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛ I МЕТОДИЧЕСКОЕ И МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО И РАДИОХИМИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ В АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ ОБЩИЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ И ИХ ОТРАЖЕНИЕ В ПОДХОДАХ К РЕШЕНИЮ МЕТОДИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ ХИМИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ В АТОМНОЙ...»

«Заведующий кафедрой: академик РАН, профессор Урусов В.С. Научный руководитель: доктор химических наук, профессор Ермин Н.Н. Рецензент: доктор химических наук, профессор Белоконева Е.Л. Москва 2014 Оглавление Введение 3 Цели курсовой работы 4 Глава 1. Литературный обзор 5 1.1. Метод атомистических парных потенциалов 5 1.2 Особенности программы GULP 7 1.3 Особенности программного пакета TOPOS 9 Глава 2. Кристаллохимия боратов и их аналогов 10 2.1. Общая кристаллохимия боратов 10 2.2. Аналоги...»

«УДК 550.83:556.1(576.1:528) Г.И.Аносов1, А.В. Колосков2, Г.Б. Флеров2 1 – Институт вулканологии ДВО РАН 2 – Институт вулканической геологии и геохимии ДВО РАН ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ УЛЬТРАМАФИТОВ КАМЧАТСКОГО РЕГИОНА С ПОЗИЦИЙ ВИХРЕВОЙ ГЕОДИНАМИКИ. всем известно, что литература доставляет слишком много примеров рассуждений, которые кажутся убедительными для специалистов, их предлагающих, но которые обнаруживают свою несостоятельность или заблуждение автора, когда подвергаются испытаниям с точки...»

«УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой БЖД _А.Б. Булгаков _2007 г. Электроэнергетика и охрана окружающей среды УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС для специальностей 140203 “Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем”, 140204 “Электрические станции”, 140205 “Электроэнергетические системы и сети” и 140211 “Электроснабжение” Составитель: Булгаков А.Б., доцент кафедры БЖД, канд. техн. наук Благовещенск 2007 г. Печатается по решению редакционно-издательского совета инженерно-физического факультета...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.