Биологические методы очистки сточных вод

 















Биологические методы очистки сточных вод


Аннотация


В данной бакалаврской работе рассмотрены биологические методы очистки сточных вод. В частности были изучены процессы окисления органических загрязнений, протекающие в аэробных (в аэротенках, биофильтрах) и анэробных условиях (метантенках, септиктенках). Проведен термодинамический анализ реакции окисления глюкозы с помощью микроорганизмов в аэробных условиях, а также расчет и выбор типа биофильтра для данного процесса.

Полученные результаты доказывают что, процессы окисления активно протекает в биофильтрах, и при этом эффективно очищают сточные воды, БПК снизилась ниже предельно допустимого значения.

Работа содержит 79 страниц, 17 рисунков, 11 таблиц, 15 литературных ссылок.

аэробный экологический вода сточный

Содержание


Введение

Раздел 1. Литературный обзор

.1 Классификация сточных вод

.2 Источники и виды загрязнений

.3 Экологическая значения и характеристика микроорганизмов окисляющих органические вещества, содержащиеся в сточных водах

.3.1 Роль микроорганизмов

.3.2 Механизмы реакций окисления органических соединений с помощью микроорганизмов

.4 Путь реализации биологической очистки сточных вод

.4.1 Аэробные процессы очистки сточных вод

.4.2 Анаэробные очистки сточных вод

.4.3 Биологические аспекты очистки сточных вод с помощью активного ила

Раздел 2. Технологические схемы очистки сточных вод

.1 Обобщенная технологическая схема очистки сточных вод

.2 Схемы биологической очистки сточных вод

Раздел 3. Расчет биофильтров

.1 Расчет на ЭВМ высоконагруженного биологического фильтра

.1.1 Постановка задачи

.1.2 Таблица идентификаторов программы "Biofikr"

.1.3 Результаты расчетов по программе "Biofltr'

.1.4 Вывод

.2 Термодинамический анализ

.2.1 Исходные данные для термодинамического анализа реакции

.2.2 Расчет термодинамических функций

.2.3 Выводы термодинамического анализа

.3 Материальный баланс

.4 Определение тепловой нагрузки на биореактор

Заключение

Список использованной литературы


Введение


Современная химическая предприятия использует большое количество вод, измеряемое миллион м3 в сутки, так мощный электрический химический комбинат по производству продуктов хлорорганического синтеза потребляет столько же воды, сколько город с населением 600000 человек. Наряду с этим, химические предприятия сбрасывают большое количество сильно загрязненных вод. Таким образом, рациональное комплексное использование водных ресурсов является крупной технологической, технической и экономической задачей.

В зависимости от назначения потребляемой воды условно подразделяется на промышленную и питьевую воды. В каждой из них содержание примесей фегламентирутся соответственно государственным стандартам. Питьевая вода в первую очередь освобождается от бактерий, к ней предъявляет особое требование в отношении вируса, цвета и запаха. Промышленная вода не должна содержать примеси больше допустимой нормы, которую устанавливали в зависимости от производства, на котором используется вода.

В сточных водах содержаться очень разнообразные примеси, грубодисперсные, коллоидные частицы, минеральные, органические вещества и биологические микроорганизмы. В задаче очистки воды включаются следующие операции: осветление обеззараживание, умягчение, дегазация и дистилляции. Очистку сточных вод химических производств можно осуществлять различными методами: механическими, химическими, физико-химическими и биологическими. Кроме того, используют термические методы, приводящиеся к ликвидации сточных вод, а также методы закачки сточных в подземных горизонтах или их захоронении. Применяющие методы очистки сточных могут быть подразделяется на регенеративные связанные с извлечением примесей и деструктивные обуславливающие разрушением примесей. Важное место среди этих методов очистки промышленных и бытовых стоков занимает биологическая очистка. Этот метод основан на способности микроорганизмов утилизировать в качестве питательных веществ органические соединения, растворенные в сточных водах. Потребление органики может происходить как в присутствии кислорода (аэробная очистка), так и в его отсутствие (анаэробная очистка). Благодаря высокой эффективности данный метод очистки сточных вод получили наиболее широкое распространение.


Раздел 1. Литературный обзор


.1 Классификация сточных вод


Сточные воды, образующиеся на промышленных предприятиях, а также отводимые с их территории по составу можно разделить на три категории: производственные (использованные в технологическом процессе производства или образующиеся при добыче полезных ископаемых); бытовые (от санитарных узлов производственных и непроизводственных корпусов и зданий, а также от душевых установок, имеющихся на территории предприятия); атмосферные (дождевые и образующиеся от таяния снега).

В свою очередь, производственные сточные воды можно подразделить на два основных вида: загрязненные и незагрязненные.

Загрязненные производственные сточные воды могут содержать преимущественно органические, либо минеральные примеси. По содержанию примесей (в мг/л) производственные сточные воды подразделяют на четыре группы: от 1 до 500; 500-5000; 5000-30 000; более 30 000.

Производственные сточные воды можно различать также по физическим свойствам, например, по температуре кипения: кипящие при температуре ниже 120оС, при 120-250оС и выше 250оС (в зависимости от состава примесей). По степени агрессивности сточные воды могут быть слабоагрессивными (слабокислые с рН 6-6,5 и слабощелочные с рН 8-9), сильноагрессивными (сильнокислые с рН < 6 и сильнощелочные с рН > 9) и неагрессивными (с рН 6,5-8).

Незагрязненные производственные сточные воды поступают от холодильных, компрессорных, теплообменных аппаратов. Кроме того, они образуются при охлаждении технологического оборудования и продуктов производства.

По техническим процессам производственные сточные воды подразделяется на следующие виды:

Реакционные воды характерны образоваться в результате процессов протекания с образованием воды. Они загрязнены как исходными веществами, так и продуктами реакции.

Воды содержать в сырьё, они могут быть свободными или связанными и содержать во многих видах сырья. Они загрязнены все возможными органическими и неорганическими веществами

Промывая вода широко использует для промывки сырья продуктов с целью повышения качества получаемых веществ. Они загрязнены органическими веществами и примесей.

Маточные водные растворы образуются в результате проведения процессов в водных средах. Они сильно загрязнены примесями как органическими, так и неорганическими.

Водные экстракты и абсорбционные жидкости. Особенно большое количество этих сточных вод образуется при мокрой очистки отходящих газов. Содержание состоит из значительного количества химических веществ.

Другие виды сточных вод: воды образуются от ваккумнасосов, конденсации паров воды, от мойки оборудования, тары, помещения. Атмосферные осадки территории химическими веществами.


.2 Источники и виды загрязнений


Загрязнение природных вод наносит огромный ущерб, как природе, так и экономике страны. Загрязненные водоисточники становятся лишь ограниченно пригодными, а во многих случаях и совершенно непригодными для хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения, орошения сельскохозяйственных угодий, рыбного хозяйства. Загрязненные реки и водоемы нельзя использовать для водных видов спорта и отдыха, они нередко становятся источниками инфекционных заболеваний. Примеси, поступающие в водные объекты со сточными водами химических предприятий, можно подразделить на минеральные, органические и биологические.

Минеральные загрязнения: к минеральным загрязнениям относятся песок, глина, зола и шлаки, растворы и эмульсии солей, кислот, щелочей и минеральных масел, другие неорганические соединения. Они ухудшают физико-химические и органолептические свойства воды, отравляют фауну водоемов. Менее опасны минеральные загрязнения без специфического токсического действия: взвешенные частицы песка, глины, других пород, но и они ухудшают свойства воды и способствуют заиливанию водоемов. Весьма неблагоприятное воздействие на водоемы и водотоки оказывают сточные воды, содержащие значительные количества ртути и мышьяка. Они поступают с предприятий, производящих пестициды, и с некоторых других производств. Сильными токсическими свойствами обладают соединения ртути и кадмия. Многие составляющие промышленных стоков вообще не поддаются разложению под действием биохимических процессов, протекающих в водоемах, и накапливаются в них, вызывая резкие изменения состава и свойств природных вод, а нерастворимые в воде отходы ряда химических производств легко проникают в биологические системы и накапливаются в трофических цепях.

К органическим загрязнениям относятся смолы, фенолы, красители, спирты, альдегиды, нафтеновые кислоты, серо- и хлорсодержащие органические соединения, различные пестициды, смываемые в водоемы с сельскохозяйственных угодий, синтетические поверхностно-активные вещества и др. На поверхностные и подземные воды отрицательно влияют нефть и нефтепродукты. На поверхности рек и водоемов образуются пленки, а на дне - отложения. Даже при незначительном (0,2-0,4 мг/л) содержании нефти вода приобретает специфический запах, который не исчезает после хлорирования и фильтрования. Присутствие нефтепродуктов особенно пагубно для рыб. Наличие в воде более 0,1 мг/л нефти придает мясу рыб не устраняемые никакой технологической обработкой привкус и специфический запах. Большую опасность представляют фенольные соединения, содержащиеся в сточных водах предприятий лесохимической, коксохимической, сланцевой, анилинокрасочной промышленности, а также различных заводов, вырабатывающих вещества для химической обработки сельскохозяйственного сырья. Обладая сильными антисептическими свойствами, эти соединения нарушают биологические процессы в водоемах; вода приобретает резкий неприятный запах, ухудшаются условия для воспроизводства рыбы. В последние годы наблюдается загрязнение природных вод синтетическими поверхностно-активными веществами (ПАВ), которые содержатся в сточных водах некоторых производств. ПАВ придают воде привкусы и запахи, образуют стойкие скопления пены, снижают способность воды к биохимической очистке. Даже при небольших концентрациях ПАВ в воде прекращается рост какой бы то ни было растительности.

Биологические загрязнения: биологические загрязнения - это болезнетворные бактерии и вирусы, возбудители инфекций; они попадают в водоемы с бытовыми сточными водами, а также со сточными водами некоторых производств (главным образом химических). Использование такой воды в качестве питьевой и для бытовых нужд провоцирует серьезные заболевания: холеру, инфекционный гепатит, дизентерию, брюшной тиф, заражение различными видами гельминтов (гельминтоз) и т.д.

Другие виды загрязнений: выпуск в природные водоемы теплых вод от различных энергетических установок усиливает испарение, сопровождающееся увеличением минерализации воды. Это приводит к уменьшению количества растворенного кислорода в воде, что отрицательно влияет на растительность и живые организмы. Наибольшую опасность для природных вод, здоровья людей, обитания животных и рыб представляют различные радиоактивные отходы. Мелкие организмы, усваивающие эти вещества в небольших дозах, поглощаются более крупными, в которых радиоактивные элементы накапливаются до опасных концентраций. Именно поэтому отдельные особи пресноводных рыб оказывается во много раз «радиоактивнее» той водной среды, в которой они обитают.

Соотношение между отдельными видами загрязняющих примесей в различных водоемах зависит от объемов и специфики, поступающих в них сточных вод, характера и степени загрязненности атмосферы и проводимых воздухо- и водоохранных мероприятий.


.3 Экологическая значения и характеристика микроорганизмов окисляющих органические вещества, содержащиеся в сточных водах


.3.1 Роль микроорганизмов

Микроорганизмы распространены во всех частях биосферы (в воде, воздухе и в почве); в 1 см3 почвы, например, их содержится до 100 миллионов. Этот факт уже сам по себе свидетельствует о той важной роли, какую играют микроорганизмы в биосфере и в человеческой деятельности. Роль микроорганизмов заключается в их способности осуществлять биохимические превращения почти всех органических веществ естественного происхождения, включая и те, которые находятся в растворенном состоянии в воде. Эти превращения связаны в один комплекс со сложными последовательными реакциями, протекающими при участии специфических катализаторов белковой природы - ферментов. С биохимической точки зрения ферментация - особая категория биохимических превращений органических веществ (субстратов), совершаемых в результате жизнедеятельности микроорганизмов.

При подходящих условиях микроорганизмы растут, размножаются, перерабатывают органические вещества, используя их в качестве пищи, и выделяют в окружающую среду разнообразные конечные продукты. Процессы минерализации органической материи (превращения ее в неорганические вещества) в зависимости от условий и вида микроорганизмов разделяются на две большие группы - аэробные и анаэробные. По этому же принципу подразделяются на два вида и способы биологической очистки сточных вод.

Промышленное применение микроорганизмов заключается в управлении процессом биохимического превращения органических веществ при участии микроорганизмов и ферментов.

Одним из наиболее типичных примеров промышленного применения микроорганизмов - биохимическая очистка сточных вод. Органические вещества, содержащиеся в бытовых и промышленных сточных водах, являются благоприятной средой для микроорганизмов, которые в ней быстро размножаются, используя часть пищи для синтеза новых клеток, а другую перерабатывая в простые минеральные продукты - СО2, Н2О и др. Этот процесс, протекающий в присутствии кислорода (воздуха), называется «биохимическим» окислением.

До биохимического окисления сточные воды подвергаются механическому очищению (осаждению). В осадках, образующихся в результате механического и биохимического очищения сточных вод, органические вещества минерализуются затем чаще всего за счет анаэробных биохимических процессов.

Механизм изъятия органических веществ из сточных вод и их переработки микроорганизмами очень сложен и полностью не изучен. Согласно современным теориям его можно описать тремя последовательными стадиями:

массообмен и сорбция субстрата на поверхности микроорганизмов;

диффузия субстрата через клеточную мембрану микроорганизмов;

метаболизм субстрата в клетках.

Суспендированные вещества и крупные молекулы в растворе надо заранее разрушить, чтобы они могли легко проходить сквозь клеточную оболочку. Это разрушение происходит при помощи ферментов, выделяемых бактериями.

Возможны два пути переноса вещества от поверхности внутрь клетки:

последовательное растворение вещества в оболочке клетки и цитоплазматической мембране, благодаря чему оно диффундирует внутрь клетки;

присоединение транспортируемого вещества к специфическому белку-переносчику, находящемуся в мембране; дальнейшее превращение комплекса вещество-переносчик в растворимое состояние; диффузия комплекса через мембрану в клетку, где комплекс распадается, и белок-переносчик высвобождается для совершения нового цикла.

Основную роль в очистке сточных вод играют процессы превращения вещества, происходящие в клетках микроорганизмов, а именно окисление вещества, сопровождающееся выделением энергии, и синтез новых белковых веществ, протекающий с затратой энергии.

При потреблении микроорганизмами питательных веществ, содержащихся в сточных водах, в микробной клетке одновременно протекают два взаимосвязанных процесса - синтез протоплазмы и окисление органических веществ (на окисление клетка потребляет кислород, растворенный в сточной жидкости).

Скорость потребления кислорода активным илом зависит от многих взаимосвязанных факторов: концентрации микроорганизмов и простейших в активном иле, скорости их роста и физиологической активности; концентрации и состава питательных веществ, поступающих с загрязненным потоком, а также от содержания кислорода в среде и условий аэрации в аэротанке.

В процессе биоокисления органических веществ микроорганизмами важнейшую роль играет транспорт кислорода в системе газ-жидкость-клетка, в связи, с чем процессы массопередачи и гидродинамики в аэротенках являются основополагающими.

Пути реализации биологической очистка сточных вод.

Для очистки сточных вод широко используются два типа биологических процессов: аэробные (в которых микроорганизмы используют растворенный в сточных водах) и анаэробные (в которых микроорганизмы не имеют доступа ни к свободными растворенному кислороду ни к другим, предпочтительным в энергических отношениях акцепторам электронов).


.3.2 Механизмы реакций окисления органических соединений с помощью микроорганизмов

Основную роль в процессе очистки сточных вод играют процессы превращения вещества, протекающие внутри клеток микроорганизмов. Эти процессы заканчиваются окислением вещества с выделением энергии и синтезом новых веществ с затратой энергии.

Скорость биохимических реакций определяется активностью ферментов, которая зависит от температуры, рН и присутствия в сточной воде различных веществ. С повышением температуры скорость ферментативных процессов повышается, но до определенного предела. Для каждого фермента имеется оптимальная температура, выше которой скорость реакции падает. Для разрушения сложной смеси органических веществ необходимо 80- 100 различных ферментов.

К числу веществ (активаторов), которые повышают активность ферментов, относятся многие витамины и катионы Са2+, Mg2+, Mn2+. В то же время соли тяжелых металлов, синильная кислота, антибиотики являются ингибиторами. Они блокируют активные центры фермента, препятствуя его реакции с субстратом, т. е. резко снижают активность. Скорость образования и распада ферментов зависит от условий роста микроорганизмов и определяется скоростью поступления в клетку веществ, ингибирующих и активирующих биохимические процессы.

Если в сточных водах находится несколько веществ, то процесс окисления будет зависеть от содержания и структуры всех растворенных органических веществ. В первую очередь будут окисляться те вещества, которые необходимы для создания клеточного материала и для получения энергии. Другие вещества потребляются микроорганизмами в зависимости от набора ферментов с равными или разными скоростями окисления одновременно или последовательно. Порядок окисления вещества сказывается на продолжительности очистки сточных вод. При последовательном окислении вещества продолжительность очистки определяется суммой длительности окисления каждого вещества в отдельности.

Внутри клетки химические соединения подвергаются различным анаболическим и катаболическим превращениям. Анаболические превращения приводят к синтезу новых клеточных компонентов, а катаболические являются источниками необходимой: для клетки энергии. Суммарные реакции биохимического окисления в аэробных условиях схематично можно представить в следующем виде



Реакция показывает характер окисления вещества для удовлетворения энергетических потребностей клетки, вторая реакция - для синтеза клеточного вещества. Затраты кислорода на эти реакции составляют БПКполн сточной воды. Если процесс окисления проводить дальше, то начинается превращение клеточного вещества. Общий расход кислорода на четыре реакции приблизительно вдвое больше, чем на эти реакции. Как видно из реакций, химические превращения являются источником необходимой для микроорганизмов энергии. Живые организмы способны использовать только связанную химическую энергию. Универсальным переносчиком энергии в клетке является аденозинтрифосфорная: кислота (АТФ), которая образуется в ходе реакции присоединения остатка фосфорной кислоты к молекуле аденозиндифосфорной кислоты (АДФ):


АДФ + Н3РО4 ?АТФ + Н2О


Большое число биохимических реакций осуществляется с участием кофермента А. Кофермент А (или КоА, КоА - SH кофермент ацилирования) является производным ?-меркаптоэтиламида пантотеновой кислоты и нуклеотида - аденозин-3,5-дифосфата (C21H36O167P3S). Его молекулярная масса 767,56. Чистый КоА - белый аморфный порошок, хорошо растворимый, в воде, является сильной кислотой, с тяжелыми металлами образует нерастворимые в воде меркаптиды, легко окисляется (I2, Н2О2, КМпО4, а также кислородом воздуха) с образованием дисульфидов, особенно в присутствии следов тяжелых металлов. КоА активирует карбоновые кислоты, образуя с ними промежуточные соединения, ацилпроизводные КоА.

Микроорганизмы способны окислять многие органические вещества, но для этого требуется разное время адаптации. Легко окисляются бензойная кислота, этиловый и амиловый спирты, гликоли, хлоргидриды, ацетон, глицерин, анилин, сложные эфиры и др. Так, одно-, двух- и трехатомные спирты, а также вторичные спирты хорошо окисляются, а третичные спирты окисляются с небольшой скоростью. Различной скоростью окисления обладают хлорпроизводные органические соединения, а нитросоединения плохо окисляются. Наличие функциональных групп увеличивает способность к биологическому разрушению соединений в такой последовательности: -СН3, -ООССН3 , -СНО, -СН2ОН, -СНОН, -СООН, -CN, -NH2, -ОНСООН, -SO3H.

Наличие двойной связи в некоторых случаях облегчает биологическое разложение соединений. С увеличением молекулярной массы вещества скорость биологического окисления уменьшается. Поверхностно-активные вещества окисляются с разной скоростью. Биологически «жесткие» ПАВ - трудноокисляемые„ а «мягкие» - легкоокисляемые. Таким образом, не все вещества окисляются с одинаковой скоростью.

Установлено, что вещества, находящиеся в сточных водах: в коллоидном или мелкодисперсном состоянии, окисляются с меньшей скоростью, чем вещества, растворенные в воде. Сначала в сточных водах из смеси веществ в первую очередь окисляются те вещества, которые лучше усваиваются микроорганизмами.

Окисление органических веществ до СО2 и Н2О происходит в несколько стадий. Окисление углеводов описывается сложной схемой:



Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса, цикл лимонной кислоты, ЦТК) состоит из серии последовательных реакций, катализируемых десятью различными ферментами. Последовательность реакций описана ниже.

Ацетил-КоА под действием фермента конденсируется с щавелево-уксусной кислотой, образуя лимонную кислоту, которая под действием фермента изомеризуется в цисаконитовую кислоту, а затем в изолимонную кислоту,, которая подвергается окислительному декарбоксилированию. Этот процесс протекает в две стадии: сначала происходит дегидрирование изолимонной: кислоты с образованием щавелево-янтарной кислоты, которая затем декарбоксилируется, превращаясь в кетоглутаровую кислоту. Далее происходит окислительное декарбоксилирование кетоглутаровой кислоты и образуется сукцинил-КоА, который превращается в свободную янтарную кислоту. Далее идет дегидрирование янтарной кислоты с образованием фумаровой кислоты, которая превращается в яблочную кислоту. После дегидрирования возникает щавелево-уксусная кислота, которая может вновь конденсироваться с ацетил-КоА (СН3-СО-S-КоА).

Окисление метана и этанола. Метан окисляется по схеме:

СH4 ? CH3OH ? HCHO ? HCOOH ? CO2


Микроорганизмы превращают в уксусную кислоту, которая после реакции с ацетил-КоА включается


CH3CH2OH ? CH3CHO ? CH3COOH? ацетил-КоА ? ЦТК


Пути метаболизма ароматических соединений очень многообразны. Распад этих соединений связан с разрывом кольца. На это бактериям требуется кислород. Различают три типа разрыва ароматического кольца. По первому типу кольцо разрывается между двумя соседними гидроксилированными атомами углерода. Например, под действием фермента разрыв кольца пирокатехина приводит к образованию цис,цис-нуконовой кислоты. По этому пути распадаются фенол, бензойная кислота, нафталин, фенантрен, антрацен и др.

Окисление фенола начинается с его гидроксилирования в орто-положении, при этом образуется пирокатехин (дифенол).

Большинство ароматических соединений образует сначала пирокатехин (или пирокатехиновую кислоту), который преобразуется в р-кетоадипиновук кислоту. Эта кислота с участием КоА включается в цикл трикарбоновых кислот.

Второй путь разрыва кольца ароматических соединений - это разрыв связи между гидроксилированцым и негидроксилированным углеродными атомами. В этом случае под действием фермента пирокатехин распадается на полуальдегид 2-оксимуконовой кислоты, который далее превращается в уксусную, щавелево-уксусную, муравьиную кислоты или ацетальдегид.

Третий путь характеризуется разрывом кольца между гидроксилированным атомом углерода и атомом углерода, к которому присоединена карбоксильная или другая группа.

Нитрификация и денитрификация. При очистке сточных вод под действием нитрифицирующих бактерий протекают процессы нитрификации и денитрификации. Нитрифицирующие бактерии окисляют азот аммонийных соединений сначала до нитритов, а потом до нитратов. Этот процесс называется нитрификацией и протекает в две стадии. Он является конечной стадией минерализации азотсодержащих органических веществ. Присутствие нитратионов в очищенной сточной воде является одним из показателей полноты очистки:



Количество активного ила, необходимого для нитрификации, рассчитывают, исходя из содержания органических веществ, концентрации азота и аммиака в сточных водах, активности ила. Учитывают также способность роста и размножения микроорганизмов активного ила в условиях изменения нагрузки и окислительно-восстановительного потенциала ила.

Под действием денитрифицирующих бактерий связанный кислород отщепляется от нитритов и нитратов и вновь расходуется на окисление органических веществ. Этот процесс называется денитрификацией. Условиями осуществления процесса денитрификации являются: наличие органических веществ, небольшой доступ кислорода, нейтральная или слабощелочная реакция.

Денитрификация - процесс многостадийный и может протекать с образованием аммиака, молекулярного азота либо оксидов азота. При очистке

Азотсодержащие соединения разлагаются с выделением азота в виде аммиака. Например, карбамид (мочевина) разлагается по уравнению


CO(NH2) 2+2H2O -> (NH4) 2CO3 ? 2NH3+CO2+H2O.


Разложение органических соединений может происходить через образование аминокислот, которые далее выделяют аммиак при протекании различных процессов.

Окисление серосодержащих веществ. Серу, сероводород,, тиосульфаты, политионаты и другие серосодержащие соединения серные бактерии окисляют до серной кислоты и сульфатов. Наличие в сточной воде азота, фосфора, калия и небольших количеств железа, магния, меди, цинка, бора, марганца и других веществ в некоторых случаях сильно интенсифицирует развитие серных и тионовых бактерий. Тионовые бактерии разлагают сероводород, серу, тиосульфат и др. Конечный продукт окисления - серная кислота или сульфаты.

Процесс окисления сернистых соединений тионовыми бактериями может быть приведены следующими схемами:


HS-? S ? S2O32-? S4O62-? SO42- или-? S2O22- ? S2O32- ? S2O52- ? S2O72- ? SO42-


Установлено, что окисление сульфида кальция идет быстрее, чем сульфида натрия.

При окислении сероводорода сначала образуется сера, которая накапливается в клетках в виде запасного вещества:


H2S+O2 -- 2H2O+2S


Затем при недостатке H2S идет реакция


S+3O2+2H2O ? H2SO4

Восстановление сульфатов - основной путь образования сероводорода в природе. Восстанавливаются и органические соединения:


CH3COCOOH+H2SO4 ? 4CH2COOH+4CO2+H2S.


При окислении тиоцианатов (роданидов) вначале образуются сульфиды и цианаты. Цианаты далее гидролизуются до СО2 и NH3, а сульфиды окисляются до сульфатов:


CHNS + H2O? HONC+H2S+ H2O? CO2+NH3,+2H2O ? H2S+CO2+NH3.


Окисление железа и марганца. Железобактерии получают энергию в результате окисления солей двухвалентного железа до соединения, трехвалентного железа:


4FeCO3+CO2+6H2O -» 4Fe(OH) 3 + 4CO2


Имеются микроорганизмы, которые восстанавливают Fe3+ до Fe2+:


2FeS2 + 7O2 + H2O ? 2FeSO4+2H2SO4,

FeSO4+O2+2H2SO4 ? 2Fe2(SO4) 3+2H2O,2(SO4)3+6H2O ? 2Fe(OH)3+3H2SO4.


Двухвалентный марганец окисляется в четырехвалентный:


Mn2+ + 1/2O2 + 2HO- ? MnO2 + H2O

Соли тяжелых металлов губительно влияют на бактерии, но есть такие, которые отличаются устойчивостью и адаптируются.


.4 Путь реализации биологической очистки сточных вод


.4.1 Аэробные процессы очистки сточных вод

С точки зрения экологической биотехнологии наиболее важны аэробные процессы, используемые для очистки и стабилизации сточных вод. Для этой цели существует много различных конструкций реакторов, но в общем они разделяются на два основных типа: гомогенные реакторы и реакторы, в которых неподвижная биопленка нанесена на инертный субстрат (биофильтры). Некоторые из этих реакторов могут быть взаимозаменяемы, в то время как другие пригодны только в специальных случаях. Однако все эти различные реакторы должны работать в условиях, когда гидравлическая нагрузка и нагрузка по субстрату непрерывно меняются как в течение суток, так и изо дня в день.

Гомогенные реакторы.

Процесс очистки сточных вод активным илом представляет собой наиболее обычный вариант процессов такого типа. В случае бытовых сточных вод исходное сырье, как правило, представляет собой стоки, отфильтрованные от крупных частиц и песка и подвергнутые отстаиванию, при котором удаляется около 60 % взвешенных частиц (вместе с ~30 % органического вещества). В Великобритании отстоенные сточные воды содержат обычно 150-200 мг/л взвешенных твердых частиц, 150-200 мг/л органического вещества, определяемого как биохимическая потребность в кислороде (ВПК), и 20-40 мг/л аммонийного азота. Собственно процесс очистки состоит из двух стадий: взаимодействия отстоявшихся стоков с воздухом и частицами активного ила в аэротенке в течение определенного времени, которое может колебаться от 4 до 24 ч и более в зависимости от вида сточных вод, требуемой глубины очистки и типа процесса, и отделения очищенной жидкости от частиц активного ила в отстойнике. Из отстойника удаляют большую часть свободной от твердых частиц надиловой жидкости, а активный ил возвращают в аэротенк. Таким образом, весь процесс может быть представлен как непрерывная ферментация с подачей твердого сырья. Частицы активного ила, часто обозначаемые как взвешенные частицы иловой смеси (ВЧИС), представляют собой флокулированную смесь бактерий и простейших.


Рис.1.1. Схема станции аэрации.


В активном иле идентифицированы бактерии множества различных видов, но, как правило, их определение до вида не представляет большого интереса. Следует выделять только три основные группы: углеродокисляющие флокулообразующие бактерии, углеродокисляющие нитчатые бактерии, бактерии-нитрификаторы. Флокулообразователи необходимы не только для деградации БПК, но и для образования стабильных флокул, которые способны быстро осаждаться с образованием плотного ила в отстойнике. Нитрификаторы (Nitrosomonas и Nitrobacter) превращают аммонийный азот в нитраты:



Эти виды бактерий необходимы, если процесс направлен на получение выходных стоков с низкой концентрацией аммонийного азота. Нитчатые бактерии представляют собой до некоторой степени аномалию. С одной стороны, известно, что они образуют скелет, вокруг которого формируются флокула, с другой - являются источником двух специфических проблем: плохого осаждения и образования устойчивой пены. Поэтому необходимо уметь определять не только видовой состав нитчатых бактерий, но и их относительное содержание.

Простейшие потребляют бактерий и обеспечивают низкую мутность выходных стоков. Всего было идентифицировано около 200 видов простейших, но именно инфузории, и в частности кругоресничные (прикрепленные к субстрату) инфузории, такие как сувойки (Vorticella) и Opercularia, имеют наибольшее значение. Детальная оценка роли простейших и различных видов приведена в работах Курдса и Кокберна.

Применительно к илу термин «активный» значит, что биомасса:

представляет собой микрофлору, содержащую все ферментные системы, необходимые для деградации загрязнений,которые следует удалить;

имеет поверхность с сильной адсорбционной способностью;

способна образовывать стабильные флокулы, которые легко осаждаются при отстаивании.

В зависимости от степени смешения поступающей сточной жидкости с жидкостью, находящейся в очистном сооружении, различают три основных типа аэротенков: 1) аэротенк, в котором поступающая сточная жидкость не смешивается с жидкостью, находящейся в нем; 2) аэротенк со ступенчатым впуском сточных вод, при котором поступающая жидкость смешивается с частью жидкости, находящейся в нем; 3) аэротенки-смесители, в которых поступающая сточная жидкость смешивается со всем объемом жидкости, находящейся в аэротенке.

а) Обычные аэротенки

Обычные аэротенки представляют собой открытые проточные бассейны преимущественно прямоугольной формы, оборудованные устройствами для обеспечения принудительной аэрации. Такие бассейны бывают двух-, трех- и четырехкоридорного типа. Глубина аэротенков не менее 3 м. Концентрация загрязнений в подавае¬мых сточных водах должна быть не более 1200 мг/л по БПК. В процес¬се очистки сточной жидкости в обычном аэротенке наблюдается резкая неравномерность потребления кислорода. В месте введения сточной жид¬кости в аэротенк расход кислорода в 3 раза больше, чем на выходе.


Рис 1.2 схема аэротенка с сосредоточенным поступлением сточной жидкости. 1. аэротенк, 4. вторичный отстойник, СВ сточная вода, ИС иловые смеси, ОВ очищенная вода, АИ активный ил, ИИ избыточный ил.


Количество кислорода, расходуемого на окисление органических веществ, не зависит от интенсивности аэрации. Оно пропорционально высоте аэрируемого слоя жидкости и дефициту кислорода. При наиболее благоприятных условиях (например, при подаче воздуха через пористые пластинки) эта величина достигает 8-10 %. Количество кислорода в смеси сточная вода-активный ил, согласно экспериментальным данным, должно поддерживаться на уровне 2 мг/л. Если содержание растворенного кислорода становится меньше 1,5 мг/л, процесс очистки нарушается. Содержанию растворенного кислорода в очищенной жидкости придается большое значение. Так, считается, что основная причина нарушения работы аэротенка заключается в недостатке кислорода в очищаемой жидкости.

б) Аэротенки со ступенчатым впуском сточной жидкости.

Аэротенки со ступенчатым впуском сточной жидкости рекомендуется применять для очистки сточной жидкости, в которой высока концентрация загрязняющих органических веществ и особенно значительно содержание быстроокисляющихся веществ; разбавлять их при этом следует очищенной сточной водой. Очищаемую сточную воду после отстаивания подают в нескольких местах по длине аэротенка. Жидкость в аэротенке имеет поступательное движение и активно перемешивается воздухом.


Рис.1.3. Схема аэротенка со ступенчатым впуском сточной жидкости 2. Регенератор, 1. аэротенк, 2. Аэротенк-смеситель 4. вторичный отстойник, СВ сточная вода, ИС иловые смеси, ОВ очищенная вода, АИ активный ил, ИИ избыточный ил.


Аэротенк-смеситель по сравнению с обычным аэротенком имеет ряд важных преимуществ: возможность очистки сточных вод с высокой концентрацией загрязнений; равномерная подача воздуха по всей площади, постоянство скорости процессов окисления органических веществ при постоянных концентрации активного ила и температуре. Равномерная подача воздуха, а следовательно, и кислорода, обеспечивает активное размножение микроорганизмов и, соответственно, улучшает очистку сточных вод. В настоящее время в России и за рубежом аэротенк-смеситель признан одним из наиболее совершенных сооружений этого типа.


Рис 1.4. схема аэротенка-смесителя.3. аэротенк-смесителя, 4. вторичный отстойник, СВ сточная вода, ИС иловые смеси, ОВ очищенная вода, АИ активный ил, ИИ избыточный ил.


Эта схема дает возможность поддерживать практически одинаковую, пониженную концентрацию загрязнений во всем объеме аэротенка. Поступающие сточные воды разбавляются содержимым аэротенка, что позволяет подавать в аэротенк сточные воды с высокой концентрацией загрязнений без предварительного разбавления. Возвратный активный ил регенерируется кислородом при прохождении первого аэротенка, в который он возвращается из вторичных отстойников. Поскольку окислительная и адсорбционная способность активного ила восстанавливается, длительного контакта его со сточной водой не требуется, и за короткое время (примерно 3ч) органические соединения разрушаются и удаляются из очищаемой жидкости. При очистке сточных вод по такой схеме в аэротенках не будут возникать анаэробные условия, так как потребление кислорода станет практически одинаковым во всем сооружении.

Реакторы с неподвижной биопленной.

Кроме аэротенков применяют очистные сооружения с фиксированной биомассой. В таких системах сточные воды контактируют с биомассой, закрепленной на поверхности носителя. Если сточная вода распределяется методом орошения по загрузке из дробленой породы, то такую установку обычно называют биофильтром. При орошении фиксированных сред бытовыми сточными водами на поверхности сред образуется биологическая пленка (биопленка). Она состоит главным образом из бактерий, простейших и грибов, питающихся содержащимися в сточных водах органическими веществами. По мере того как сточная вода проходит по поверхности биопленки, состоящей из микроорганизмов, утилизирующих органические и минеральные компоненты сточных вод в присутствии кислорода происходит биоутилизация с образованием углекислого газа.


Рис.1.5. Механизм массопередачи в реакторах с неподвижной биопленной


Количество кислорода, растворенного в жидкости, пополняется за счет абсорбции кислорода из воздуха, находящегося в полостях загрузки фильтра. Биологический слой, хотя и очень тонкий, является анаэробным в своей внутренний части. Поэтому хотя биологическое фильтрование и называют аэробным процессом, оно по существу представляет собой факультативный (те, необязательный) процесс, объединяющий деятельность как аэробных, так и анаэробных микроорганизмов. Микроорганизмы в верхних слоях загрузки быстро размножаются, питаясь поступающей в избытке пищей. По мере того как сточная вода стекает вниз, содержание органических веществ уменьшается до такой степени, что микроорганизмы в нижней зоне находятся в состоянии голодания. Избыток биомассы, вымываемой из фильтра, извлекается из воды во вторичном отстойнике. Продувка загрузки необходима, чтобы сохранить поры для прохождения сточной воды и воздуха. Перегрузка фильтра по органическим загрязнениям в сочетании с недостаточной гидравлической нагрузкой может привести к засорению пор в биопленке и, в итоге, к снижению эффективности очистки.

Биологический фильтр (биофильтр) состоит из корпуса, загрузочного материала, а также из водораспределительного, дренажного и воздухораспределительного устройств. Сточная жидкость обтекает поверхность загрузочного материала, покрытого биологической пленкой (биопленкой), которую образуют колонии аэробных микроорганизмов. Проходя через загрузочный материал, загрязненная вода оставляет на нем примеси, не осевшие в первичных отстойниках, а также коллоидные и растворенные органические вещества. Последние сорбируются биопленкой, покрывающей поверхность загрузочного материала. Микроорганизмы, образующие биопленку, используют органические вещества как источник питания и энергии. Таким образом, из сточной воды удаляются органические вещества и в то же время увеличивается масса активной биопленки и тела биофильтра. Омертвевшая и отработавшая биопленки смывается протекающей сточной водой и выносится из тела биофильтра.

Принципы классификации существующих видов биофильтров могут быть различными: по степени очистки, по способу подачи воздуха, по режиму работы (наличие или отсутствие рециркуляции), по технологической схеме (одно-, двух- или трехступенчатые) и т.д.


Рис 1.6. Биофильтры с блочной пластмассовой загрузкой: 1 - реактивный ороситель; 2 - пластмассовые блоки; 3 - вентиляционные окна: 4 - приямок для выпуска сточных вод.


Интенсификация очистных сооружений в аэробном режиме.

Повышением дозы активного ила в зоне аэрации с 1-2 до 25 г/л происходит пропорциональный рост окислительной мощности аэротенков с 0,5-1 до 12 кг БПК/м3сут. Однако с повышением концентрации активного ила в аэротенках увеличивается вынос его из вторичных отстойников, что связано с ухудшением гравитационного разделения иловых смесей по мере повышения их концентрации.

Нормальная работа аэротенков осуществляется при предельных концентрациях активного ила в иловой смеси, поступающей во вторичные отстойники. Эта предельная концентрация для различных очистных сооружений может быть разной и зависит от многих факторов. Увеличивая до возможного предела концентрацию активного ила в аэротенках, можно несколько повысить их производительность и улучшить качество очистки сточных вод. При этом нужно учитывать, что положительный эффект может быть достигнут только при полном обеспечении биохимического процесса кислородом.

Биохимическая очистка с использованием технического кислорода или обогащенного кислородом воздуха.

Другой путь интенсификации работы аэротенков - биологическая очистка с использованием технического кислорода или обогащенного кислородом воздух. Этот метод применяется в окситенках. Реальный путь дальнейшего совершенствования работы биофильтров - исследование процессов, происходящих в биопленке. Сейчас проводятся исследования диффузии кислорода в пленку, ее активной толщины (установлен максимум активной толщины - 70 мкм), условий изъятия элементов питания, биохимии процессов и т.п. Реакторы с прикрепленной биомассой привлекают все большее внимание специалистов и все чаще применяются на практике для очистки сточных вод.

Совершенствование конструкции очистных сооружений. Усилия следует направлять на разработку более совершенных массообменных процессов, повышение гидродинамических характеристик, поддержание постоянной и необходимой концентрации микроорганизмов в биореакторе и интенсификацию их жизнедеятельности. Чем более совершенна конструкция очистных сооружений, тем лучше необходимые технологические параметры очищенных вод, тем ближе они к необходимым санитарным нормам и требованиям.

Проведение процесса ферментации в присутствии плавающей насадки - эффективный путь интенсификации массообменных процессов в колонных биореакторах за счет дополнительной турбулизации среды и выравнивания профиля концентраций по сечению колонны. Были выполнены экспериментальные и теоретические исследования работы колонного биореактора с плавающей насадкой, показавшие его высокую эффективность при проведении различных процессов микробиологического синтеза. Достигнутая продуктивность в колонном секционированном биореакторе с плавающей насадкой составляет 4,5-5,2 кг/(м3ч) при выращивании дрожжей на Н-парафинах и 6,2-6,6 кг/(м ч) при использовании мелассы в качестве субстрата. Удельные энергозатраты на 1 кг биомассы составляют соответственно 2,2-2,3 и 1,0-1,1 кВт-ч на 1 кг биомассы. Промышленный колонный биореактор такого принципа действия объемом

м3 обеспечит получение 50 т биомассы дрожжей из Н-парафинов в сутки.

Новые типы биореакторов, позволяющие интенсифицировать процесс очистки:

биореакторы с циклическим вводом энергии;

биореакторы с псевдоожиженным слоем насадки;

биореакторы с полупроницаемой или пористой перегородкой;

биопленочные биореакторы и реакторы для иммобилизованных клеток;

биореакторы с использованием повышенного парциального давления

кислорода;

биореакторы с электромагнитной или электрической обработкой среды;

биореакторы с устройством для концентрирования и возврата микробных клеток.


1.4.2 Анаэробные очистки сточных вод

В анаэробных процессах очистки сточных вод микроорганизмы не имеет доступа ни к свободному растворенному кислороду, ни другим предпочтительным в энергическом соотношении акцепторам электронов, таким как нитрат ион. При очистке сточных вод наиболее широко применяемым анаэробным процессом является сбраживание ила, однако самые совершенные аппараты уже используются для очистки сельскохозяйственных и промышленных стоков и разрабатываются для очистки бытовых стоков.

При выборе между аэробными и анаэробными процессами обычно склоняются в сторону первых, так как эти системы признаны более надежными, стабильными и лучше изученными. Однако анаэробные процессы имеют несколько несомненных преимуществ . Во-первых, в анаэробных процессах образуется меньше ила, чем в аэробных. Стоимость переработки ила может быть весьма большой из-за его высокой влажности (90-99,7 %). В аэробных процессах образуется от 1 до 1,5 кг биомассы (ила), в то время как в анаэробных - только 0,1-0,2 кг на каждый удаленный килограмм ВПК. Во-вторых, в анаэробных процессах образуется метан, который может использоваться как горючее. И, в-третьих, даже без учета использования метана в качестве источника энергии потребность в энергии на аэрацию в аэробных процессах превышает потребность в энергии на перемешивание при анаэробных процессах.

Главный недостаток анаэробных систем - меньшая скорость реакции по сравнению с аэробными процессами, поэтому требуются установки больших размеров. К тому же сказывается недостаток фундаментальных научных знаний об этих процессах, а также опыта и данных по их крупномасштабной эксплуатации. Следовательно, развитие в области анаэробной очистки сточных вод должно идти в направлении разработки систем с большей биологической активностью, проектирования более компактных аппаратов, а также изучения кинетики, микробиологического и биохимического механизмов этих процессов.

В основном анаэробные процессы очистки ситочных вод проводят в септиктенки и метантенки. Септиктенки представляли собой отстойники, в которых осевший ил подвергался анаэробной деградации. Качество отделения твердой фракции и сбраживания ила было улучшено с помощью перегородок, регулирующих направление потока внутри отстойников Тревиса и Имхоффа. Впоследствии два этих процесса были разделены и размещены в отдельных отстойниках. Анаэробное сбраживание ила используется для улучшения качества удаляемого ила. уменьшения его массы и количества патогенной микрофлоры в нем. Септиктенки эксплуатируются обычно при температуре около 35 °С и с большим временем пребывания (больше 20 сут), при этом не делается попыток создать механизм, удерживающий биомассу на время большее, чем время пребывания жидкости. Аналогичный подход, который может быть использован для удаления растворимых и коллоидных субстратов, основан на применении аппаратов с мешалкой; однако для того, чтобы уменьшить размеры аппарата, дополнительно оптимизируют параметры среды в нем и его эксплуатационные характеристики (рН, температура, концентрация питательных веществ)

Развитие быстрых анаэробных процессов требует не только оптимизации условий анаэробной биодеградации, но и поддержания высокой концентрации активной биомассы в аппарате. Для лучшего удерживания биомассы используется два подхода.

a) Обеспечиваются условия для рециркуляции ила или реактор проектируется так, чтобы ил удалялся с меньшей скоростью, чем жидкость. Анаэробный контактный процесс включает отдельный отстойник-осветлитель и систему рециркуляции осевшего ила; это тот же принцип, который используют в станциях аэрации (аэробный процесс). Сточные воды из отстойника, в котором образуется плотный зернистый ил, удаляются со скоростью, которая не вызывает уноса иловых частиц.

б) Обеспечивается твердый носитель, на котором может расти анаэробная биомасса и, следовательно, удерживаться в реакторе. Степень дисперсности насадки изучалась для систем, как с восходящим, так и с нисходящим током жидкости. Для систем с восходящим током скорость потока через реактор часто определяет тип процесса; например, использование в качестве насадки песка при низких скоростях потока обеспечивает работу аппарата в режиме анаэробного фильтра, в то время как большие скорости потока приводят к работе в режиме псевдоожиженного слоя.

Промышленные аппараты для сбраживания.

Септиктенки

Для септиктенков характерно большое время пребывания (;>20 ч) сточных вод. Твердые частицы остаются на дне тенка, где органический субстрат подвергается анаэробной биодеградации.

Септиктенк представляет собой реактор без мешалки, который часто работает при температуре ниже 25°С без какого-либо перемешивания для повышения микробной активности. Среднее время пребывания клеток определяется по частоте обезиливания. Таким образом, принимая во внимание, что тенк освобождается от ила раз в год и примерно одна шестая часть ила оставляется для поддержания работы тенка, можно считать, что биомасса остается в системе в течение приблизительно 50 сут. Если такого времени пребывания достаточно для поддержания метаногенной активности при высоких температурах (35 °С), то при температуре окружающей среды и в отсутствие перемешивания метаногенез протекает слабо. Аналогичные процессы происходят в отстойниках Тревиса и Имхоффа, за исключением тех отдельных тенков или камер, которые спе¬циально используются для накопления ила. Они обеспечивают более эффективное отделение твердых частиц за счет отстаивания.


Рис.1.7 Двухкамерный септиктенк: 1 - регулятор; 2 - отражатель; 3 - напорный трубопровод; 4 - уклон 1:4


Септиктенки широко используются в городских очистных станциях, и перерабатывают осадки, удаляемые из первичных отстойников, пену и активный ил из вторичных отстойников. Сброженный ил ликвидируют, часто закапывают. Необходимо подчеркнуть, что цель сбраживания ила - стабилизировать твердые частицы таким образом, чтобы облегчить их переработку и уменьшить дурной запах. Сбраживание уменьшает количество патогенной микрофлоры в иле, что также облегчает его дальнейшую переработку и ликвидацию. Таким образом, анаэробное сбраживание представляет собой скорее сложный управляемый процесс, нежели простое удаление и обезвоживание ила. Так как сбраживание любого типа протекает при температуре выше температуры окружающей среды, то важнейшим фактором при проектировании и эксплуатации является тепловой баланс. На практике во многих сбраживающих ил системах используется два тенка. Первичный сбраживатель работает с подогревом (30-40 °С), перемешиванием и содержит активно сбраживаемый ил. Во вторичном отстойнике не используется ни подогрев, ни перемешивание, и он служит в основном для уплотнения и накопления осадка. В таком качестве он не отвечает за основные технические характеристики системы.

Реакторы смещения.

Для очистки промышленных и сельскохозяйственных стоков используются анаэробные проточные сбраживатели того же типа, что и для сбраживания ила. Использование анаэробных реакторов для очистки коммунальных стоков основано на небольших недорогих системах, в которых как источник топлива часто применяется газ. Очистка сильно загрязненных стоков пищевой промышленности и отходов интенсивного животноводства - наиболее наглядный пример использования простых проточных анаэробных реакторов. Большинство исследовательских и промышленных установок представляет собой одинарный реактор, в котором биодеградация осуществляется смешанной культурой. В то же время возрастает интерес к использованию двухступенчатых систем, где простой реактор смешения выступает как первая стадия, на которой образуются кислоты.

Пищевая промышленность имеет тенденцию к образованию стоков с высокими концентрациями растворенных и взвешенных субстратов природного происхождения, а зачастую и углеводов. Специальные реакторы, предназначенные для очистки этих стоков, обычно относительно старой конструкции, характеризуются устойчиво высокой производительностью с единицы объема, но требуют непрерывной подачи сырья и тщательного перемешивания.

Нагрузка приводится в единицах концентрации летучей фракции взвешенных частиц (ЛФ) на 1 м3-сут, как и для сбраживания ила, или в единицах БПК и ХПК на 1 м3-сут - более привычных для процесса очистки сточных вод. При эксплуатации промышленных реакторов нагрузка редко превосходит 4 кг ХПК или ЛФ на 1 м3-сут; в лабораторных и пилотных установках они может быть в два-три раза большей. Как и в септиктенках, в этих системах нет специального удерживания биомассы и, следовательно, нельзя ожидать работы с высокими нагрузками

Анаэробные биофильтры.

В общем случае анаэробный биофильтр представляет собой простой биофильтр с восходящим током жидкости для очистки стоков, но, как правило, с более крупной насадкой для того, чтобы избежать заиливания. В первых образцах таких установок использовали щебеночную насадку диаметром 25-65 мм имеющую примерно 50 % свободного объема. Эти биофильтры испытывали при очистке бытовых стоков, подвергнутых предварительной очистке, и стоков, содержащих растворимые вещества, способные к биодеградации. Постепенно стали использовать другие типы насадок со свободным объемом до 96%. Высокое содержание биомассы (50%) связано не столько с типом насадки, сколько со свободным пространством в фильтре. Скорость потока сквозь фильтр низка, таким образом, биомасса удерживается в этом свободном пространстве. Высокие концентрации взвешенных твердых частиц или биодеградируемых органических веществ могут вызывать забивание фильтра или проскок стоков.

Анаэробные биофильтры используются в основном для очистки подогретых сточных вод с умеренными концентрациями органических веществ (ВПК 5000 мг/л), низкими концентрациями взвешенных твердых частиц. Предельная нагрузка по ХПК редко превышает 10 кг/(м3-сут) и для обычной щебеночной насадки- 5 кг/(м3-сут). Однако сообщалось о нагрузке по ХПК 20 кг/(м3-сут) при очистке подогретой иловой жидкости на насадке с большим свободным объемом, причем достигалась эффективность очистки 67% по ХПК. Анализ результатов, полученных различными исследователями при очистке стоков, содержащих углеводы, показывает, что удается достичь степени очистки по ХПК «90 % при низких нагрузках по ХПК [2 кг/(м3-сут)], а при более высоких значениях [8- 16 кг/(м3-сут)] эффективность очистки падает до 40 %. При условии, что биофильтры не перегружены, они дают биогаз со стандартной производительностью 0,5 м3/кг ХПК.

Несмотря на то, что анаэробная биофильтрация изучена достаточно подробно, она не нашла широкого практического применения. Причины этого следующие: высокая стоимость высокопористой насадки; ограничения, вызванные высокими концентрациями взвешенных твердых частиц и БПК в сточных водах; необходимость в периодической обратной промывке биофильтра.

Проблемы токсичности и ингибирования.

Многие субстраты существенно влияют на микробиологические процессы при малых концентрациях, стимулируя рост микроорганизмов. Этот эффект наблюдался для анаэробного сбраживания при концентрациях 50 нмоль/л для кобальта и молибдена и 100 нмоль/л для никеля, а для солей натрия и кальция - при концентрациях свыше 100 мг/л.

При возрастании концентраций катионов выше оптимальных процесс начинает ингибироваться, доказательством чему служит более низкая скорость роста микроорганизмов, чем в отсутствие этих катионов. В конце концов, при еще более высоких концентрациях рост прекращается полностью. К сожалению, в большинстве исследований токсичности приводятся данные по объемной концентрации ингибитора вне ее корреляции с количеством жизнеспособной биомассы. Понятно, что очень важно знать не только количество токсина, действующего на данное количество биомассы, но и количество неинтоксицированных клеток.

Проблема адаптации широко представлена в микробиологической литературе. Способность микроорганизма адаптироваться к токсичным или ингибирующим веществам может быть конститутивной или индуцированной и зависит от развития толерантности к вредному веществу благодаря воздействию в течение определенного времени либо данной концентрации этого вещества, либо постепенно возрастающей дозы.

Адаптация к токсинам.

Адаптация микроорганизмов, как правило, сопровождается продолжительной задержкой их роста, после которой он возобновляется. Культура может достигнуть нормального роста только при условии, что энергия не расходуется на процесс адаптации. Методы адаптации варьируют от обработки биомассы токсинами до тонких изменений в клеточной стенке, цитоплазме, ферментах и геноме микроорганизмов. Такая приспосабливаемость часто вызывает наследуемые изменения в составе белков, которые могут определяться как на клеточном, так и на субклеточном уровне с помощью электрофореза в полиакриламидном геле.

Изменения состава белков могут происходить либо в метаболических ферментах, что блокирует метаболизм вредного вещества, либо в транспортной системе или в клеточной стенке, что блокирует их поступление в клетку. Сообщалось о потере в таких условиях специальных транспортных белков мембраны. Кроме того, микроорганизмы могут продуцировать внеклеточные связывающие белки, такие как металлотионены, или пассировать токсины в цитоплазматических вакуолях или гранулах. Неспецифическое внеклеточное связывание токсинов такими компонентами клеточной стенки, как тейхоевая кислота, полисахариды и липополисахариды, также способствует детоксикации. Известно, что многие из этих адаптации детерминированы плазмидами, как, например, двойная резистентность некоторых штаммов Staphylococcus aureus к ртути и нтибиотикам.

Во многих случаях токсины вызывают ингибирование важных генетических элементов, например селективное ингибирование РНК-полимеразы I цинком при инициации синтеза РНК или взаимодействие шестивалентного хрома с ДНК, вызывающее мутации со сдвигом рамки и замены пар оснований, усиливаемые ошибками при репликационной репарации. Цинк и серебро действуют на цепь переноса электронов, кроме того, цинк также ингибирует трансгидрогеназные реакции и окисление НАД-Н.

Антагонизм и синергизм.

Антагонизм и синергизм при анаэробном сбраживании не связаны с какими-то определенными солями, но они широко распространены для всех солей щелочных и щелочноземельных металлов. Токсический эффект отдельного катиона, присутствующего в стоке, может быть уменьшен или' элиминирован добавлением другого катиона, его «антагониста». И наоборот, токсичность будет возрастать при добавлении «синергиста».

Действие некоторых ингибиторов может быть объяснено с точки зрения транспортной системы клетки. При пассивном транспорте микроорганизм не использует энергию клетки для поглощения субстрата, который просто пересекает клеточную стенку из-за градиента концентраций в направлении перпендикулярном ей. Однако, если осмотическое давление данного компонента в среде сильно превосходит его внутриклеточную концентрацию, необходимую бактерии, она вынуждена использовать свою энергию для вывода избытка. Если в среде присутствует несколько солей, то может возникнуть конкуренция между катионами за перенос через мембрану. Активные транспортные системы, в которых расходуется клеточная энергия, также подвержены действию такой конкуренции. Например, система переноса магния, существующая в Escherichia coli и других бактериях, мультисубстратна и способна также переносить кобальт, никель, марганец и железо, проявляя к ним сродство в десять раз меньше, чем к магнию. Следовательно, перенос магния конкурентно ингибируется другими катионами, и это может приводить к их антагонизму. Синергизм имеет место, когда сочетание нескольких катионов оказывается более токсичным для микроорганизма, чем любой из них по отдельности. Некоторые катионы, вызывающие антагонизм и синергизм.

Реакции на токсичности.

Успешное привыкание к токсинам наблюдалось в периодических, полунепрерывных и непрерывных культурах в реакторах с неподвижной биопленкой и проточных реакторах с мешалкой. Проводили исследования над системами с присутствием различных токсинов, в результате которых была показана адаптивность, причем не адаптированная к токсинам культура в проточном реакторе с мешалкой при 35 °С и времени пребывания 50 сут обнаруживала большую чувствительность к шоковым интоксикациям. Одновременно определяли максимальные толерантные концентрации (мг/л) токсинов, не влияющие на адаптированную культуру анаэробного фильтра, например для никеля - 250,сульфида - 600 и формальдегида - 400. Кроме этого обнаружили явление обратимой токсичности, при которой происходит быстрая регенерация от замещения токсичной среды на регламентную.

Потенциал приспособляемости был вычислен делением наибольшей концентрации токсина, при которой не происходит существенного снижения уровня продукции метана, на значение пороговой дозы. Последняя определяется как концентрация, при которой начинается снижение уровня продукции газа.

В дополнение к отмеченным параметрам адаптации, времени пребывания и времени регенерации, при реальной интоксикации на данную культуру в анаэробной системе действуют еще и другие факторы.

a) Естественно, важна масса микроорганизмов, особенно в таких случаях, как детоксикация за счет полисахаридов. Это обстоятельство дает преимущества реакторам с неподвижной биопленкой, содержащим большие количества биомассы, перед реакторами с суспендированной биомассой, как это было показано по накоплению летучих жирных кислот в проточных реакторах с мешалкой и анаэробных реакторах с псевдоожижснным слоем.

б) Для пассивации токсинов имеют большое значение субстратные взаимодействия. Например, тяжелые металлы реагируют с анионами с образованием солей. Пороговое значение токсичности может быть оценено только с точки зрения способности всей системы как целого пассивировать большинство металлов, переводя в нерастворимые осадки - хелатные комплексы, карбонаты, гидроксиды, сульфиды, а серебро и свинец - в хлориды.

Подходы к приложению количественных оценок к таким взаимодействиям были развиты в работах.

в) рН должно поддерживаться около значения 7, так как оно влияет на многие реакции, например на превращение аммиак - ион аммония ). Когда значение рН растет, то равновесие в этой реакции сдвигается влево, так что концентрация свободного аммиака начинает преобладать над концентрацией иона аммония быстрее, чем происходит рост значения рН. рН также влияет на растворимость многих других соединений, включая карбонаты, гидроксиды и сульфиды тяжелых металлов.

г) Важен также видовой состав микроорганизмов. Если вданной биомассе он недостаточно разнообразен, это снижает ее способность сопротивляться или адаптироваться к резкому возрастанию токсичности.

Преодоление токсичности.

Среди многих возможных токсинов, которые могут ингибировать процесс в промышленном сбраживателе, можно выделить наиболее часто встречающиеся при обычных условиях эксплуатации. Они зависят от типа стоков и загрязнений, от которых они были очищены, от частоты производственных циклов (промывка тенка и др.). Токсины, содержащиеся в промышленных стоках, - это соли в высоких концентрациях, аммиак, сера, тяжелые металлы и органические соединения, например фенол и детергенты. Действие многих из них обратимо, и можно использовать несколько методик для преодоления ингибирования.

Удаление токсичной жидкой фазы. Понятно, что проще всего это сделать для реакторов с неподвижной биопленкой.

Разбавление сточных вод для снижения концентрации токсичного вещества.

Добавление антагониста выявленного токсина. Например, всплеск концентрации хлорида натрия может быть подавлен солями калия, причем требуемая доза невелика.

Осаждение токсинов. Например, тяжелые металлы могут быть осаждены в виде хлоридов (ртуть, серебро, свинец) или сульфидов и карбонатов.

Связывание вредных соединений в хелатный комплекс, например, этилендиаминтетрауксусной кислотой.

Адсорбция токсинов, например, активым углем. Этот способ был успешно применен для периодической анаэробной культуры, входные стоки которой содержали фенол в концентрации1500 мг/л. Добавление активного угля в концентрации

мг/л позволило увеличить продукцию метана в три раза - до 12 % по сравнению с 4% (по объему) - максимальным значением в отсутствие активного угля. Время адаптации к токсинам также сократилось в присутствии активного угля. Аналогичные результаты были получены при очистке анаэробной биофильтрацией кубового остатка при перегонке древесного спирта. Избыток токсинов адсорбируется в порах активного угля, что снижает мгновенную токсическую нагрузку на культуру. Впоследствии эти токсины становятся доступны для медленной биодеградации толерантными или адаптировавшимися микроорганизмами. Понятно, что выгода от применения такой технологии определяется жесткостью действия токсинов и последствиями этого действия, а также вероятностью успешного восстановления производительности сбраживателя.


1.4.3 Биологические аспекты очистки сточных вод с помощью активного ила

При попытке описания очистки стоков активным илом следует рассматривать множество различных факторов:

бактериальный рост с образованием диоксида углерода и возможного продукта биосинтеза;

соокисление и кометаболизм, не вызывающие бактериального роста;

изменения коэффициента выхода биомассы под действием изменений условий среды;

взаимодействие микроорганизмов с субстратом на основе сродства к данному субстрату;

множественность и вариабельность субстратов, лимитирующих рост и служащих удовлетворению одной и той же физиологической потребности;

твердые и/или несмешивающиеся субстраты;

неравномерность физико-химических параметров подачи сырья;

ограниченная доступность важных питательных веществ;

ингибирование роста токсичными загрязнениями;

поддержание необходимого уровня энергии;

смерть, лизис и скрытый рост;

флокулообразование и разрушение флокул;

флокуляция взвешенных и коллоидных частиц и/или питательных веществ и субстратов, не подвергающихся биодеградации;

одновременный и/или последовательный гетеротрофный и автотрофный рост и миксотрофия;

различные типы азотного метаболизма;

неполное перемешивание и разделение;

кислородные градиенты;

последовательность условий эксплуатации;

колебания объемной скорости потока;

колебания в составе сырья;

проявления биологической активности во время осаждения биомассы и ее рециркуляции;

хищные простейшие;

экзоферментная активность;

механизмы удаления загрязнений, связанные с биомассой, но пебиологической природы;

механизмы удаления загрязнений, связанные с оборудованием, но небиологической природы;

использование обобщающих параметров вместо концентраций отдельных загрязнений.

Этот список, быть может, не полон, но он подчеркивает сложность процесса очистки сточных вод активным илом и множество особенностей процесса, которые должны быть учтены при попытке составить реалистические уравнения, эффективно описывающие процесс в целом и составляющие надежную основу для проектирования этих процессов.


Раздел 2. Технологические схемы очистки сточных вод


.1 Обобщенная технологическая схема очистки сточных вод


Технологические схемы очистки сточных вод - это комплексы сооружений, предназначенных для извлечения из сточных вод примесей, опасных в санитарном отношении или ценных как вторичное сырье. В настоящее время существует большое многообразие технологических схем. Выбор комплекса сооружений и установление эффективного режима его работы обычно представляют определенные трудности, обусловленные множественностью путей достижения требуемого качества очищенной воды. Так, для флотации сточных вод кожевенных заводов в сочетании с коагуляцией применяются напорные установки. Различают прямую флотацию, флотацию с частичной перекачкой воды, флотацию с рециркуляцией и флотацию с рабочей жидкостью.

Технологические схемы очистки сточных вод, основанные на применении седиментационно-флотационных методов и коагуляции, включают в себя узлы удаления грубодисперсных примесей жира методами флотации и отстаивания; узлы перевода примесей в нерастворимые соединения путем коагуляции ионами железа с добавкой извести для корректировки величины рН; узлы удаления коагулированных примесей флотацией или отстаиванием и доочистки воды фильтрованием через зернистые материалы, а также узлы кондиционирования осадков обезвоживанием на вакуум-фильтрах.

Анализируя рассмотренные технологические схемы очистки сточных вод, необходимо отметить, что существует большое разнообразие механических, физико-химических, биохимических очистных сооружений. При их проектировании закладываются в основном одни и те же узлы и элементы в различных сочетаниях и комбинациях.

Сточные воды многокомпонентны по своему составу, и для их очистки применяются различные методы с многочисленными вариантами их сочетания. При этом каждый метод очистки предусматривает использование нескольких аппаратов, соединенных между собой разнообразными потоками и рециклами. В свою очередь для каждого аппарата, каждого сооружения требуется организация «своих» потоков, «своих» режимов работы и т.д. Учитывая это можно сказать, что без построения многовариантной технологической структуры невозможно осуществить синтез оптимальных схем водоочистки.


Рис. 2.1. Обобщенная технологическая схема очистки сточных вод: 1- механическая о чистка; 2- отстаивание; 3- коагулирование, фильтрация; 4 - адсорбция; 5- хлорирование; 6- отстаивание в прудах; 7- электроализ; 8 - флотация; 9 - ионный обмен; 10- нейтрализация; 11 - фильтрация; 12 - термическое обезвреживание; 13 - абсорбция;14 - полная биологическая очистка;


Таким образом, обобщенная схема (см. рис.2.1) включает в себя различные варианты схем и как бы состоит из отдельных блоков, каждый из которых представляет собой совокупность отдельных аппаратов, сооружений. Эта схема может быть преобразована в более простые, в зависимости от их назначения. Например, цепочка 1-14-5-6 схемы предусматривает наличие механической очистки, полной биохимической очистки, хлорирование и отстаивание в прудах, а цепочка 1-14-3-4-5 предусматривает механическую очистку, полную биологическую очистку, коагулирование, адсорбцию и хлорирование. По мере совершенствования систем водоочистки эта схема может быть дополнена и модернизирована.


.2 Схемы биологической очистки сточных вод


Среди существующих технологических схем очистки сточных вод особое место занимает биологическая очистка с использованием активного ила.

Биохимические установки различают по классификационным признакам: спорадический - постоянный, аэробный - анаэробный, криофильный (20°С) - мезофильный (20-40°С) - термофильный (50-60°С), одноступенчатый - многоступенчатый, смешанная микробная культура - селекционная монокультура (либо стерильная ферментация), одностадийный распад - распад продуктов стоков в несколько этапов, естественная аэрация - принудительная аэрация различной интенсивности, схема с возвратом биошлама - схема с задержанием или возвратом биошлама, естественное перемешивание - принудительная гомогенизация, протекание жидкости в трубчатом реакторе - в реакторе гомогенного смешения.

Возможны различные варианты комбинированных методов. Типовая схема биологической очистки приведена на рис.2


Рис. 2.2. Типовая схема биологической очистки сточных вод: 1 - первичный отстойник; 2 - аэротенк; 3 - вторичный отстойник; СВ - сточная вода; ОВ - очищенная вода; ВА - возвратный активный ил; АИ - активный ил; О - осадок, ИИ - избыточный ил.

Здесь сточная вода после механической очистки подается в первичный отстойник, а затем в аэротенк.

Смесь активного ила и очищаемой жидкости после аэротенка попадает во вторичный отстойник, из которого часть ила возвращается затем в аэротенк, а осветленная вода направляется на обезвреживание.


Рис.2.3. Модифицированная схема биологической очистки сточных вод: 1 - преаэратор; 2,4 - отстойники; 3 - аэротенк;


На рис.2.3 показана схема очистки сточных вод с преаэратором (встроенные сооружения в первичных отстойниках для снижения загрязнений в отстоенной сточной воде сверх обеспечиваемого первичными отстойниками). По этой схеме в преаэратор перед первичным отстойником направляют избыточный активный ил. При этом вынос активного ила из первичного отстойника компенсирует ту часть циркулирующего ила, которая направлялась в преаэраторы. Осветленная сточная жидкость поступает из первичного отстойника в аэротенк, где очищается вместе с циркулирующим активным илом, а затем осветляется во вторичном отстойнике. Из-за уменьшения объема, а главное - из-за низких значений удельного сопротивления осадка потребность реагентов на последующее механическое обезвреживание сокращается.

В настоящее время накоплен определенный опыт по интенсификации действующих очистных сооружений путем многовариантного перебора параметров их работы по существующим методам расчета; в результате выбирается совокупность оптимальных параметров, при которых обеспечивается наиболее высокая производительность.

Рассмотренные выше узлы и различные схемы водоочистки используются при синтезе комплексных технологических схем. Структуру комплексной схемы строят на основе существующих схем, комбинируя элементарные операции. Классическим примером биологической очистки сточных вод является последовательность: осаждение-очистка активным илом-осаждение-дезинфекция. Третичная очистка в известном способе используется, чтобы удалить оставшиеся азот и фосфор.

Совокупность вариантов схем, наиболее распространенных в практике проектирования, можно представить в виде обобщенной схемы (рис.3). Эта схема построена на основе блоков и узлов и может быть расширена. Так, элемент 14 обозначает полную биологическую очистку, а ее можно представить, в свою очередь, как систему аппаратов, сооружений и агрегатов. Структура таких схем зависит от расхода сточной воды, состава и концентрации примесей, требований к качеству очищенной воды и от других факторов. В состав этих схем могут входить аэротенки с механической аэрацией и пневматической аэрацией; аэротенки коридорные с сосредоточенной подачей сточной воды и активного ила либо аэротенки с рассредоточенной подачей активного ила и сточной воды. Технологическая схема очистной станции может быть многоступенчатой, т.е. состоять из комбинации перечисленных аэротенков. Наиболее широко применяются одноступенчатые установки (рис.2.4).


Рис. 2.4. Варианты (а - г) одноступенчатых схем очистки сточных вод: ПО - первичный отстойник; А - аэротенк; ВО - вторичный отстойник; АС- аэротенк - смеситель; С - сброс ила; ЛВ- аэротенк-вытеснитель У- усреднитель; И- илоотделитель; С - сброс ила; ВИ - возвратный ил; ИИ- избыточный ил; ИС- иловая смесь.


Если в сточной воде содержатся различные группы органических соединений, скорости биологического окисления которых сильно различаются, целесообразно применять двухступенчатые и многоступенчатые схемы биологической очистки (рис.2.5).


Рис. 2.5. Различные варианты схем (а - е ) двухступенчатой очистки сточных вод: AC1 - аэротенк - смеситель 1-й ступени; ВО1 , ВО2 - вторичные отстойники 1-й и 2й ступеней; АВ2 - аэротенк - вытеоштель 2-й ступени.

Для очистки сточных вод, которым свойственны колебания технологической нагрузки, Б.Репин и В.Баженов предложили двухступенчатую схему управляемых аэротенков (рис.2.5). В комплекс сооружений с предлагаемой технологией входят аэротенки двух ступеней (АЭ-I и АЭ-И), илоуловитель (УЛ), вторичный отстойник (ВО), илоуплотнители (УП). Кроме того, АЭ-I снабжен специальными регенераторами (Р), которые при выходе на управляемые режимы способны работать в качестве реактиваторов (РА), т.е. временно выполнять функции дополнительного аэротенка. Гидравлическая связь между АЭ-I и РА осуществляется с помощью форкамер (ФК), в которых создается эрлифтный эффект и внутренний циркуляционный поток иловой смеси, а также происходит насыщение его кислородом и, кроме того, проводится предварительная (сорбционная) очистка части сточной жидкости.

В период увеличенного притока сточных вод кроме постоянно действующей аэрации включают управляемые системы аэрации первого или обоих уровней, в результате чего циркуляционный поток иловой смеси через ФК поступает в начало АЭ-I из Р, которые начинают работать в режиме РА. Подача значительного количества насыщенной кислородом иловой смеси из РА в АЭ-I через ФК обусловливает рецикл аналогичного количества иловой среды из АЭ-I, которые соединены по принципу сообщающихся сосудов. В результате образуется первый управляемый контур рециркулирующей биомассы, расход которой в 3-5 раз превышает приток сточной жидкости, а рабочий объем АЭ-I как бы возрастает вдвое. Одновременно происходит ступенчатое увеличение концентрации активного ила в рабочей зоне сооружения. При этом чем точнее ступенчатый график управления окислительной способностью аэротенка соответствует графику колебания поступающей нагрузки, тем меньше потери электроэнергии и тем выше технико-экономические показатели системы.

Удельные нагрузки на ил (по БПКполн) между ступенями очистки распределяются следующим образом (в мг на 1 г ила за сутки): I ступень -800-1000, П ступень - не более 100-150. Объем УЛ рассчитан на пребывание в нем иловой смеси в течение 15-20 мин. Наличие УП, так же как и АЭ-И, необходимо только в случае труднооседающих илов и при очистке городских сточных вод не требуется.

Таким образом, основные трудности осуществления оптимального режима очистки в традиционных аэротенках, вызванные значительными колебаниями нагрузки, могут быть успешно преодолены путем использования аэротенков управляемого технологического профиля. В настоящее время данная технология получает широкое распространение в практике проектирования. Ведется строительство ряда промышленных объектов, в том числе самых крупных управляемых аэротенков этой серии производительностью свыше 100 тыс. м3/сут.

Ниже приведена в качестве примера технологическая схема очистки сточных химического предприятия с применением высоконагруженного биофильтра


Рис.2.6. Технологическая схема обезвреживания промышленных сточных вод с применением погружного биофильтра: 1 - усредниnель промстоков; 2- сооружение сорбционной обработки промстока осадками; 3- решетки; 4- песколовки; 5 - отстойники; 6 - смеситель; 7 -биофильтр; 8-воздуходувка, 9- блок флотационного или гравитационного отделения активного ила; 10- блок доочистки стоков; 11- хлораторная; 12- иловая насосная станция; 13 - биовосстановители; 14 - метантенки; 15 - блок кондиционирования, обезвоживания и сушки осадков сточных вод; С0 - сорбционный осадок, НЖ - надиловая жидкость; Ф- фильтрат; О- осадок; I- промсток, II: хозяйственно-фекальный сток, III- вода на повторное использование или сброс в водоём, IV- избыточный активный ил V- циркулирующая дробящая масса. А- первичная очистка, Б- вторичная очистка, В- третичная очистка, Г- обработка избыточного ила и осадка.


Здесь сточные воды, поступающие на очистную станцию, разделяются на два потока: промстоки и хозяйственно-фекальные стоки. Промстоки проходят усреднитель 1, сооружение сорбционной обработки промстока осадками 2 и подаются в смеситель б. Сюда же подаются хозяйственно-фекальные стоки через решетки 3, песколовки 4 и отстойники 5. Вода после обработки в биофильтрах подается в отстойник 9, где отделяется активный ил. После этого осветленная вода проходит через хлораторную камеру 11 и возвращается в системе оборотного водоснабжения предприятия или подается в водоемы. Сорбционные осадки, содержащие активный ил перекачают в биовосстановители 13. Надиловая жидкость смешивается с главным потоком в смесителе б вместе с фильтратом выходящим блока кондиционирования, обезвоживания и сушки осадков сточных вод 15.


Раздел 3. Расчет биофильтров


.1 Расчет на ЭВМ высоконагруженного биологического фильтра


.1.1 Постановка задачи)

Дано: Производительность q = 40м3/ч;

БПК поступающих сточных вод Lа=35 мг/л;

БПК очищенных сточных вод L= 12 мг/л;

среднезимняя температура сточных вод Т~20*С.


3.1.2 Расчётные формулы

- Коэффициент поглощения органических веществ


(11)


Температурная константа потребления кислорода


(1.2)


Критериальный комплекс


(1.3)


Константа поглощения органических веществ


(1.4)


где ? и ? выбираются по справочнику..

Зависимость константы напора Кd от диаметра распылительной трубки Дапр,


(1.5)


Таблица идентификаторов программы "Biofikr" (3.1.3)


Таблица 3.1 Таблица идентификаторов программы "Biofikr"

Наименование параметраРазмерностьОбозначениеВеличинаВ лекцияхв программеИсходные данные 1. Производительность по сточной воде 2. БПК поступающих сточных вод. 3. БПК очищенных сточных вод 4. Среднезимняя температура сточных вод м3/ч мг/л мг/лоС qv La Lr T qv la lt t 40 35 12 20Справочные данные 5. Высота насадки (2,3.4м) 6.Удельный расход воздуха на единицу поверхности сечения насадки (8, J0, 12 м32) 7.Гидравлическая нагрузка (удельный расход сточных вод на единицу сечения аппарата в сутки) 8.Число биофильтров 9.Диаметр отверстий в 4-х трубках реактивного оросителя м м32 м32.сутки ? мм H Bуд q m dcm h by q m dot 2, 3, 4 8 10, 20, 30 2 15Расчетные параметры 10.Степень поглощения органических веществ 11.Температурнаяконстанта потребления кислорода 12.Критериальный комплекс 13.Константа расчетная поглощения органических веществ 14.Относительная степень поглощения 15.Номинальная высота насадки в биофильтре 16.Номинальная гидравлическая нагрузка 17.Номинальная константа поглощения органических веществ (степень поглощения номинальная) 18.Возможное максимальное БПК поступающих сточных вод для рассчитанного биофильтра 19.О6щая площадь сечения биофильтров 20.Площадь сечения биофильтров 21.Диаметр корпуса биофильтра 22.Объем фильтрующей загрузки в каждом биофильтре ? ? ? ? ? м м32.сут ? мг/л м2 м2 м м3 K Kt Ф Kp Ko Hb q Kb Lam Fb F1 D1 W k kt f(i) kp(i) ko(i) hb qb kb lam fb fl dl W 2,9 0,2 2 30 3,46 41,57 32 16 4,515 3223.Объём крупной фильтрующей загрузки в каждом биофильтре 24.0бъем мелкой фильтрующей загрузки в каждом биофильтре 25.Окислительная мощность биофильтра 26.Прирост биомассы в пленке, фильтрующей нагрузки 27.0бщий расход воздуха 28.Диаметр реактивного оросителя 29.Диаметр распылительной трубы в оросителе (в каждом оросителе 4 таких трубы) 30.Число отверстий на каждой распылительной трубе 31 Расстояние до любого отверстия от оси (j-порядковый номер отверстия) 32.Частота вращения оросителя 33.Напор в реактивном оросителе (потерн давления)м3 м3 г/м3 мг/м3 м3/ч м м ? ? об/мин мм водного столбаWk Wb Mo По qvb Doo Dmo no ri nob HopWH Wb mo Pr qvb dop dt no r(i) nob hop4 28 675 83,5 320 4,315 0,0485 28 6,4 1533,1

3.1.4 Результаты расчетов по программе "B1GFILTR'

Результаты машина выдает в виде:

Введите, la, lt, t, by, m, dot

40.35.12.20.8.2 15.

Результаты вычислений

i= 1 h= 2.0 q=30.0f=.357 kp= 3.46

i= 2 h= 2.0 q=20.0f=.420 kp= 4JI= 3 h= 2.0 q=10.0f=.555 kp= 6.88= 4 h= 3.0 q=30.0f=336 kp= 6.45= 5 h= 3.0 q=20.0f=.630 kp= 8.95= 6 h= 3.0 q=10.0f=.832 kp= 12.05= 7 h= 4.0 q=30.0f=.715 kp= 10.61= 8 h= 4.0 q=20.0f=.840 kp= 12.16= 9 h= 4.0 q=10.0f= 1.109 kp= 16.26= 2.00 qb= 30.00kb= 3.46= 1 r= 409.657= 2 r= 577.907= 3 r= 707202.= 4 r= 816.267= 5r= 9I2J87= 6r= 999303= 7r= 1079.243= 8r= 1153.656= 9r= 1223.552= 10r= 1289.666= 11 r= 1352.551= 12r= 1412.641= 13r= 1470.276= 14r= 1525.735= 15r= 1579.248= 16r= 1631.007= 17r= 1681.172= 18r= 1729.884= 19r= 1777.261= 20r= 1823.407= 21r= 1868.414= 22r= 1912.362= 23r= 1955.323= 24r= 1997.359= 25r= 2038.529= 26r= 2078.884= 27r= 2118.470= 28r= 2157331= 41.57 fb= 32.00 fl= 16.00 dl=4.5l5 w= 32.0 wH= 4.0 wb= 28.0 mo= 675.0 pr= 83.5 qvb= 320.0 dop= 4.315 dt= .0486 no= 28 nob= 6.40 hop= 1553.1


3.1.5 Вывод

Проведен расчет на ЭВМ высоконагруженного биологического фильтра. Для цели очистки сточных вод от органических загрязнений с производительностью 40м3/ч необходима установка, состоящая из двух высоконагруженного биофильтра со следующими параметрами:

Площадь сечения биофильтра: 16м2

- Диаметр корпуса биофильтра:: 4,515м

Объем фильтрующей загрузки: 32

Частота вращения оросителя:: 6,4об/мин

И общий расход воздуха на аэрации составляет 320м3/ч. При этом степень очистка составляет 65,7%.


.2 Термодинамический анализ


Исходные данные для термодинамического анализа реакции(3.2.1)


C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2О


Таблица 3.2 Исходные данные для термодинамического анализа

ВеществоDН0298 кДж/мольDS0298 Дж/ моль.KDCp0298 Дж/моль.KСр=f(Т)ab.103с`.106Глюкоз-3365,6402,54132,886,29474,90Кислород06(205,04)6(29,37)6(31,46)6(3,39)6(-3,37)СО26(-393,51)6(213,66)6(37,11)6(44,14)6(9,04)6(-8,54)Вода6(-285,84)6(69,95)6(75,30)6(39,02)6(76,64)6(11,96)

3.2.2 Расчет термодинамических функций

Рассчитаем энтальпию данной реакции при стандартных условиях:


DН0298=S(njDН0298j)- S(niDН0298i)


DН0298= 6(-393,51 - 285,84) - (-3365,6 - 0) = -710,5 [кДж/моль]

здесь индекс j-обозначает продукты реакции, а индекс i-исходные реагенты.

Рассчитаем энтропию данной реакции при стандартных условиях:


DS0298=S(njDН0298j)- S(niDН0298i)


DS0298= 6(69,95 + 213,66) - (402,54 + 6.205,04) = 68,88 [Дж/моль*К]

Рассчитаем энергию Гиббса данной реакции при стандартных условиях:


DG0298 = DН0298 - TDS0298


DG0298 = -710 - 298. 68,88 = -21236,24 [Дж/моль*К]

Рассчитаем поправочные коэффициенты для данной реакции:


Da=S(njaj)- S(niai)


Da= 681,43


Db=S(njbj)- S(niDbi)

Db=59,52


Dc=S(njDcj)- S(niDci)


Dc= 40,74.105

Рассчитаем тепловой эффект реакции, энтропию и изобарно-изотермический потенциал для интервала температур: 278-378К, с таким шагом чтобы наиболее точно отобразить графически зависимость термодинамических функций реакции от температуры.

Проинтегрировав термодинамические уравнения энтальпии и энтропии имеем:


?HT = ?H0298 + ?a(T - 298) + ?b - ?c( - )

?ST = ?S0298 + ?a.ln()+ ?b(T - 298) - ( - )


Изобарно-изотермический потенциал рассчитывается по формуле:


GT = HT - T´ST


Подставив в три вышеуказанные формулы исходные значения термодинамических величин при стандартных условиях для данной реакции и поправочные коэффициенты к последней, на интересующем нас интервале температур, найдём характер изменения зависимости ?Hf = f(T) :

DНТ = -710,5 + 681,43(Т - 298) + 59,52.10-3 + 40,74.105.(-) (кДж/моль).


Таблица 3.3 Зависимость ?HT от температуры.

T,K278288298308318328338348358368378-?HT кДж/моль723,4717,0710,5703,9697,3690,7684,1677,4670,7664,0657,2

Определим зависимости ?S0 = f(T) :

?SТ =68,88 +681,43.ln() + 59,52.10-3 (338 - 298)- ( - ) [Дж/моль.К]


Таблица 3.4 Зависимость ?ST от температуры.

T,K278288298308318328338348358368378?ST Дж/моль.K23,7646,6468,8890,50111,5132,0151,9171,4190,4208,9227,0

Рассчитаем значения DG0Т при соответствующих температурах:


Таблица 3.5 Зависимость ?GT от температуры.

T,K278288298308318328338348358368378-?GT.104 Дж/моль.K730,0730,4731,0731,8732,8734,0735,4737,0738,9740,8743,0

Пользуясь уравнением изотермы Вант-Гоффа :


?G = -RT.lnkp


где R=8,314- универсальная газовая постоянная

вычислим значения констант равновесия :


lnkp = -


Таблица 3.6 Зависимость lnKp от температуры.

T,K278288298308318328338348358368378lnkp4,214,294,364,424,494,554,614,664,724,764,81

Согласно, произведенных расчетов, произведем постройку графиков термодинамических функций:


-H0Т кДж/моль


Рис.3.1. Зависимость энтальпии химической реакции от температуры.


S0Т Дж/мольК


Рис.3.2. Зависимость энтропии химической реакции от температуры.


-G0Т кДж/моль


Рис.3.3. Зависимость изобарно-изотермического потенциала химической реакции от температуры.


lnKp

Рис.3.4. Зависимость lnKp химической реакции от температуры .


3.2.3 Выводы термодинамического анализа

1. Выполненные расчёты термодинамических функций показывают, что данная реакция идёт с выделением теплоты. Причём с увеличением температуры реакционной массы абсолютное значение H0Т немного увеличивается. Согласно принципу Ле-Шателье для увеличения выхода продукта реакции, идущей с выделением теплоты, необходимо осуществлять отвод тепла от реакционной смеси.

. Изменение энтропии для данной реакции во взятом интервале температур положительно. То есть в изолированной системе самопроизвольное протекание данной реакции в прямом направлении возможно. ЗначениеS°Т повышением температуры возрастает, следовательно уменьшаются и термодинамические трудности протекания процесса. Однако на практике имеют дело с неизолированными системами и этот параметр в нашем случае не может служить критерием направленности химической реакции.

. О направленности химической реакции в изобарно-изотермических условиях судят по значению изменения свободной энергии Гиббса G°Т. Расчёт показывает, что G°Т во всём изученном интервале температур отрицательно, следовательно, в пределах этих температур возможно самопроизвольное протекание реакции в прямом направлении. При увеличении температуры абсолютное значение изменения свободной энергии Гиббса увеличивается, значит с увеличением температуры состояние системы отдаляется от равновесного.

. Константы равновесия для всего интервала температур значительно больше единицы, поэтому в реакционной смеси при достижении состояния равновесия продукты реакции будут существенно преобладать над исходными веществами. С увеличением температуры соотношение между продуктами реакции и исходными веществами в равновесном состоянии будет уменьшаться (уменьшается значение кр), следовательно и выход продукта уменьшится. Для увеличения выхода необходимо постоянно охлаждать реакционную смесь, отводя выделяющуюся теплоту.

Таким образом, с точки зрения термодинамики для увеличения степени конверсии необходимо постоянно охлаждать реакционную смесь. В данном же случае рассматривается протекание этой реакции в результате жизнедеятельности микроорганизмов, что явно указывает на её каталитический характер. На практике осуществление этой химической реакции в данном температурном интервале вполне возможно. Температуру процесса необходимо выбрать такую, которая будет благоприятной для жизнедеятельности микроорганизмов. Для большинства микроорганизмов она лежит в пределах 18 - 25 оС.


.3 Материальный баланс


Основная реакция:


C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2О + 710,5кДж

A1 B C1 D1


Побочная реакция:


C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2 + 64,7кДж

A2 E С2


Исходные данные


Таблица 3.7. Исходные данные.

Производительность ПС, м3/ч40расход воздуха V, м3/ч320Степень превращения ХА, %65,7Начальная концентрация А, СА моль/м30,35Интеграл селективности ФС %Основной реакции90Побочная реакция 110Состав исходного реагента В, W%N280O220

Таблица 3.8 Молекулярные массы веществ участвующих в реакции.

ВеществоМолярная масса М, г/мольГлюкоза180Кислород32Углекислый газ44Вода18Этиловый спирт46Азот28

Составить уравнения материального баланса:


GA1 + GA2 + GB1 + Gазот = GA3 + GC + GE + GF+ GD+ GB2

Где: GA3 : Количество непрореагировавшего фенола.

GB2: Количество непрореагировавшего ацетона.

Количество глюкозы, поступающее в биофильтр в течение часа


GA= П.СА = 40.0,35 = 14 [моль/час] или 2,520 [кг/час]


Приход: реагент А, реагент В и примеси:

) Количество глюкозы, поступающее по первой реакции


GA1= ФС * GА * XА= 0,9 * 14 * 0,657=8,278 [моль/час]


) Количество глюкозы, поступающее по второй реакции:


GA2= ФЕ * GА * XА = 0,1 * 14* 0,657=0,92 [моль/час]


) Количество кислорода, поступающее по первой реакции


GB1= (nВ1/nА) * GА1=6 * 8,278 = 49,668 [моль/час]


) Объём кислорода, содержащееся в потоке воздуха


VB= WB*V=0,2 *320= 64 [м3/час]


) Количество кислорода, содержащееся в потоке воздуха


GB=P *VB/R*T=100100 * 64000/8314 * 298= 2690 [моль/час] или 86,08 [кг/час]


) Объём азота, содержащийся в потоке воздуха

VN= WN*V=0,8 *320= 256 [м3/час]


) Количество азота, содержащееся в потоке воздуха


Gазот=P *VN/R*T=100100 * 256000/8314 * 298= 10760 [моль/час] или 301,28 [кг/час]


) Количество воды, поступающее со стоком


GB1= ? * П - GA =1,002 * 40000 - 2,52 = 40077,48 [кг/час] или 2226,53 [моль/час]


Расход: углекислый газ С, побочный продукт Е, примеси реагента В, непрореагировавшие А и В:

) Количество непрореагировавшего глюкозы :


GA3 = GA - GA1 - GA1 =14 - 8,278 - 0,92 = 4,802 [моль/час] или 0,8644 [кг/час]


) Количество непрореагировавшего кислорода :


GB2 = GB - GB1 = 2690 - 49,668 = 2640,33 [моль/час] или 84,49 [кг/час]


) Количество воды полученной по основной реакции:


GD1 = (nD1/nA1)* GA1 = 6/1*8,278 = 49,668 [моль/час] или 0,894 [кг/час]


) Количество углекислого газа полученное по основной реакции:


GС = (nС/nA1)* GA1 = 6/1*8,278 = 49,668 [моль/час] или 2,186 [кг/час]


) Количество этанола полученной в побочной реакции :


GE =(nE/nА2)*GA2 =2/1*0,92 = 1,84 [моль/час] или 0,08464 [кг/час]


Таблица 3.9 Материального баланса «Приход- Расход».

Приходкг/час%массмоль/час%мольГлюкоза2,520,006140,001Кислород86,080,21326900,120Азот301,280,745107600,480Вода40077,599,036222653099,399Итого40467,41002239994100Расходкг/мин%массмоль/час%мольУглекислый газ2,1860,005249,6680,0052Вода40078,37499,04082226579,6799,0408Этиловый спирт0,084640,00021,840,0002Глюкоза0,086440,00024,8020,0002Кислород84,490,20882640,330,2088Азот301,280,7448134640,7448Итого40466,50111002242740,308100

3.4 Определение тепловой нагрузки на биореактор


Таблица 3.10 Исходные данные для составления теплового баланса

ВеществоDН0298 кДж/мольDCp0298 Дж/моль.KСр=f(Т)ab.103c.10-5c.106Глюкоз-3365,6132,886,29474,9--Кислород029,3731,463,39-3,37-СО2-393,5137,1144,149,04-8,54-Вода-285,8475,3039,0276,6411,96-Азот019,1227,884,27--Этанол-234,80-167,9610,99204,70--74,20

Т1=293К, Т2=298К

В данном случае отсутствует фазового перехода каких либо реагентов поэтому не нужно учесть теплоты фазового перехода.

Приход тепла: тепловые потоки, входящие в реактор с исходными реагентами, тепловой эффект химической реакции.

Тепловые потоки, входящие в реактор с исходными реагентами, рассчитываются по формуле:


Qреаг=SGn,i *p i * T1


где p i =S(Ni*Cpi)

где Ni- мольная доля i-го компонента, рассчитанная в материальном балансе

Рассчитаем теплоемкость Cpi, при температуре T1


Cpi = a+b*T+c*T2 для органических веществ

Cpi = a+b*T+c*T-2 для не органических веществ


CPглукоза =6,29 + 474,9.10-3.293 = 145,43 [Дж/моль*К]

CPкслород = 31,36 + 3,39.10-3.293 - 3,37.105.293-2 = 28,66 [Дж/моль*К]

CPазот= 27,88+ 4,27.10-3.293 = 74,94 [Дж/моль*К]

CPвода= 39,02 + 76,64-3.293 - 11,16.105.293-2 = 29,13 [Дж/моль*К]

p=145,43*0,001+28,66*0,12+74,94*0,48+29,13*99,339=74,543 [Дж/моль*К]

Qреаг=2239994*74,543=166975872,5 [Дж/час]= 166975,87 [кДж/час]

Теплота химической реакции:

для основной реакции:


Qr1=-DH0298 *Gi=710,5*8,278 = 9947 [кДж/час]


для побочной реакции:


Qr2=-DH0368 *G2=64,7* 0,92 = 59,52[кДж/час]

? Qr = Qr1 + Qr2 = 9947 + 59,52 = 10006,52 [кДж/час]


Расход тепла: тепло, уносимое с продуктами реакции, тепло, расходуемое на неизбежные потери, количество теплоты идущее на нагревание исходных веществ до температуры реакции, тепловая нагрузка на реактор.

Тепло уносимое продуктами реакции:


Qпр=SYn,j *p j* T2


Рассчитаем теплоемкость Cpj, при температуре T2:

CpС = 44,14 + 9,04-3.298 - 8,54,105.298-2 = 37,21 [Дж/моль*К]

CpE = 10,99 + 204,70.10-3.298 - 74,20.10-6.2982 = 65,40 [Дж/моль*К]

CpA(непроре) =6,29 + 474,9.10-3.298 = 147,81 [Дж/моль*К]

CpB(непроре) = 31,36 + 3,39.10-3.298 - 3,37.105.298-2 = 28,68 [Дж/моль*К]

CPазот = 27,88+ 4,27.10-3.298 = 29,15[Дж/моль*К]

CPвода = 39,02 + 76,64-3.298 - 11,16.105.298-2 = 75,32 [Дж/моль*К]

p=37,21*0,0052+65,40*0,0002+147,81*0,0002+28,68*0,2088+75,32*99,04=74,94 [Дж/моль*К]

Qпр = 74,94 * 2242740,308 =160778210 [Дж/час]=160778,21 [кДж/час]

Тепло расходующееся на неизбежные потери:


Qпот=0,01*Qприх

Qприх= Qреаг+Qr= 166975,87 +10006,52 = 176992,39 [кДж/час]

Qпот=1769,92 [кДж/час]


Количество теплоты, расходуемое на нагревание исходных реагентов до температуры реакции:


Qнагр=SYn,i *Cp i * (T2- T1)= 2239994*74,543 *(298- 293) *10-3= 8349,46 [кДж/час]


Тепловая нагрузка на реактор: QF= Qрасх - Qприх


Qрасх= Qпр+ Qпот+ Qнагр = 160778,21+1769,926 +8349,46 = 170897,59[кДж/час]


QF=170897,59 - 176992,39 =-6094,8 [кДж/час]

т.е видно, что теплоту реакции нужно отводить от реактора, так как Qприх > Qрасх


Таблица 3.11 Тепловой баланс реакции

ПриходкДж/мин%РасходкДж/мин%Qреаг166975,8794,38Qпр1607782,190,84Qr(экзо)10006,525,62Qнагр8349,464,72QF(подвод)--QF(отвод)6094,83,44Qпот1769,920,1S176992,39100S176992,39100

Заключение


Биохимический метод применяют для очистки хозяйственно бытовых и промышленных сточных вод от многих растворенных органических и некоторых неорганических (сероводорода, сульфидов, аммиака, нитритов и др.) веществ. Процесс очистки основан на способности микроорганизмов использовать эти вещества для питания в процессе жизнедеятельности - органические вещества для микроорганизмов являются источником углерода. Этот метод обладает радом преимуществ перед другими методами:

высокая эффективность,

высокая производительность,

возможность окисления всех органических веществ природных происхождения и некоторых синтетических соединений,

возможность регенерация активного ила,

не подвергается изменение температуру воды в процессе очистки,

высокая степень очистки,

возможность адаптации микроорганизмов к новым синтетическим соединениям,

При этом биологическая очистка имеет и некоторые недостатки:

чувствительность к внешним условиям как температура (20-37оС), рН (6,5-8), содержанию минеральных веществ, и.т.д.

ингибирование токсинами (тяжелые металлы, синтетические поверхностно активные соединения),

В данной работе проведен обзор путей реализации биологической очистки сточных как в аэробных, так и в анаэробных условиях. При выборе методов очистки необходимо учесть многих фактор как: производительность, содержание загрязнителей (количество и качество), температуру сточных вод, ингибирующие факторы, и.т.д.

Проведенные расчёты термодинамики показали, что реакции окисления органических соединений с помощью микроорганизмов являются экзотермическими и может протекать в интервале температуры от +5 до 100 оС.

А также проведены расчеты высоконагруженного биофильтра. Для цели очистки сточных вод от органических загрязнений с производительностью 40м3/ч необходима установка, состоящая из двух высоконагруженного биофильтра со следующими параметрами:

Площадь сечения биофильтра: 16м2

- Диаметр корпуса биофильтра:: 4,515м

Объем фильтрующей загрузки: 32

Частота вращения оросителя:: 6,4 об/мин


Список использованной литературы


1.Форстер, К.Ф. Экологическая биотехнология: Пер. с англ. / Форстер, К.Ф. и Вейза, Д.А.; под ред. Дымшица, В.А. -Л.: Химия, 1990.-284с.

.Береза, А.И. Очистка и использование поверхностного стока с территорий промышленных предприятий / Береза, А.И., Беличенко, Ю.П. -М.: ВЗИИТ, 1985, -48с.

.Гордин, И.В. Технологические системы водообработки / Гордин, И.В. -Л.: Химия, 1987, -264с.

.Жуков, А.И. Канализация промышленных предприятий. Очистка промышленных сточных вод / Жуков, А.И., Монгайт, И.Л., Родзимер, И.Д. -М.: Госстройизда, 1962, -602с.

.Зиятдинов, Н.Н. Системный подход к повышению эффективности биологической очистки промышленных сточных вод / Зиятдинов, Н.Н. Казань, 2001, -39с.

.Когановский, A.M. Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении / Когановский, A.M., Клименко, Н.А., Левченко Т.М. и др. - М.: Химия, 1983, -287с.

.Яковлев, С.В. Очистка производственных сточных вод / Яковлев, С.В., Карелин, Я.А., Ласков, Ю.М., Воронов, Ю.В. -М.: Стройиздат, 1979, -320с.

.Жуков, А.И. Методы очистки производственных сточных вод/ Жуков, А.И., Монгайт, К.Л., Родзиллер И.Л. -М.: Стройиздат, 1977, -204с.

.Ковалева, Н.Г. Биохимическая очистка сточных вод предприятий химической промышленности/ Ковалева, Н.Г., Ковалев, В.Г, -М.: Химия, 1987, -160с.

.Когановский, А.М. Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении/ Когановский, А.М., Клименко, Н.А., Левченко, Т.М. и др. -М.: Химия, 1983, 288с.

.Яковлев, С.В. Очистка производственных сточных вод: Учебное пособие для студентов вузов/Яковлев, СВ., Карелин, Я.А., Ласков, Ю.М., Воронов Ю.В. -М.: Стройиздат, 1979, 320с.

.Поруцкий, Г.В. Биохимическая очистка сточных вод органических производств/ Поруцкий, Г.В. -М: Химия, 1975, -256с.

.Проскуряков, В. А. Очистка сточных вод в химической промышленности/ Проскуряков, В.А., Шмидт Л.И. -Л.: Химия, 1977, -464с.

.Родинов, А.И. Техника защиты окружающей среды / Родинов, А.И, Клушин, В.Н., Торочешников, Н.С. -М: Химия, 1989, -512с.

.Голованчиков, А.Б. Биоэкологические и электрохимические процессы: Учебное пособие / Голованчиков, А.Б., Симонов, Б.В. -Волгоград: ВолгГТУ, 1999, -109с.


Биологические методы очистки сточных вод Аннотация В данной бакалаврской работе рассмотрен

Больше работ по теме:

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2018 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ