bbk 000000
УДК 628.35
Степанов С. В., Степанов А. С., Габидуллина Л. А., Дубов О. В.
Биологическая очистка сточных вод нефтеперерабатывающего завода в биосорбционно-мембранном реакторе
Аннотация
Представлены основные технологические и кинетические закономерности биомембранной и биосорбционно-мембранной очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов топливно-масляного профиля. Предложена интенсификация процесса денитрификации путем снижения концентрации растворенного кислорода в потоке циркулирующего активного ила за счет его вакуумирования. По итогам работы пилотной установки вакуумирования показана более высокая эффективность применения биосорбционно-мембранной технологии по сравнению с биомембранным методом. Однократное введение порошкового активированного угля в количестве 1 г/л иловой смеси позволило снизить среднемесячную концентрацию загрязнений в пермеате: по ХПК – с 68 до 49 мг/л, по БПКполн – с 6 до 3,5 мг/л, по нефтепродуктам – с 0,65 до 0,21 мг/л. Определены кинетические константы процессов удаления основных загрязнений в мембранном и биосорбционно-мембранном реакторах. Установлено, что удельные скорости окисления в биосорбционно-мембранном реакторе превышают аналогичные показатели мембранного биореактора только для хорошо сорбируемых веществ – нефтепродуктов и органических загрязнений, оцениваемых по БПКполн. Вакуумирование циркулирующего активного ила в течение 5 минут с давлением минус 90 кПа в мембранном биореакторе позволило вдвое снизить концентрацию растворенного кислорода, улучшить седиментационные свойства активного ила (по сравнению со схемой без вакуумной обработки) и обеспечить концентрацию растворенного кислорода в аноксидной зоне мембранного биореактора не выше 0,5 мг/л.
Ключевые слова
сточные воды , нитрификация , активный ил , мембранный биореактор , денитрификация , нефтеперерабатывающий завод , кинетическая константа , активированный уголь , биосорбционно-мембранный реактор
|
bbk 000000
УДК 628.31:661.5
МОРОЗОВА К. М., Степанов С. В., Степанов А. С., Соколова Т. В., Солкина О. С., Жукова М. А.
Биологическая очистка сточных вод предприятий молочной промышленности в мембранном биореакторе
(часть 2)*
Аннотация
Рассказано о технологии биологической очистки сточных вод молокозаводов, обеспечивающей выполнение нормативов ПДК рыбохозяйственных водоемов. Приведены результаты экспериментальных исследований на пилотном мембранном биореакторе на реальной сточной воде маслозавода «Пестравский». Получены основные технологические и кинетические параметры процессов биологической очистки сточных вод, необходимые для расчета мембранного биореактора с нитри-денитрификацией, до нормативов ПДК рыбохозяйственных водоемов или требований сброса в канализационный коллектор. Максимальная удельная скорость окисления загрязнений сточной воды молокозаводов Vmax при концентрации активного ила 7 г/л и температуре 20 °С составляет 40 мг/(г·ч), константа Михаэлиса Km – 15 мг/л, коэффициент ингибирования продуктами метаболизма – 0,54 л/г, температурная константа X для аэробной гетеротрофной конверсии – 0,079 град–1. По сравнению с традиционными сооружениями использование биомембранной технологии на стадии биологической очистки сточных вод позволяет сократить продолжительность обработки, объемы реакторов и занимаемые площади в 1,4–1,5 раза за счет увеличения окислительной мощности аэрационных сооружений путем повышения концентрации активного ила до 10 г/л, и обеспечить практически полное удаление взвешенных веществ, отказавшись от ступени доочистки. Показана возможность исключения стадии реагентной флотации перед биологической очисткой, что позволяет снизить затраты на дорогостоящие реагенты и упростить технологическую схему.
Ключевые слова
сточные воды , биологическая очистка , активный ил , мембранный биореактор , кинетическая константа , молочный завод
|
bbk 000000
УДК 628.31:661.5
Степанов С. В., Солкина О. С., МОРОЗОВА К. М., Степанов А. С., Жукова М. А.
Влияние химических промывок мембран на процессы биологической очистки
Аннотация
Представлены результаты научных исследований в области биомембранной очистки сточных вод предприятий молочной промышленности. Экспериментальные исследования проводили в течение четырех месяцев. В качестве модельного стока использовали раствор молока с добавлением биогенных элементов в виде минеральных солей – однозамещенного фосфорнокислого калия, хлористого аммония и нитрата натрия в пропорциях, соответствующих концентрациям этих веществ в натурных сточных водах, прошедших физико-химическую обработку. Целью эксперимента являлось получение технологических и кинетических характеристик биологических процессов в мембранном биореакторе. Исследования, проведенные с модельным стоком на пилотном биореакторе, показали, что при поддержании дозы ила 7–9 г/л и при удельном потоке 0,36 м3/(м2·сут), соответствующем обычному режиму эксплуатации плоскорамных мембран, работа установки без химических промывок возможна в течение около двух месяцев. Установлено, что промывка мембран лимонной кислотой с концентрацией раствора 1000 мг/л (концентрация кислоты в мембранном резервуаре 5–20 мг/л) снижает скорость биохимических процессов, причем исключительно за счет подкисления иловой смеси. Токсичность лимонной кислоты не проявляется в диапазоне рН иловой смеси 6,83–7,17. Изучение влияния промывки мембран раствором гипохлорита натрия с концентрацией по NaOCl 2000 мг/л показало наличие конкурентного торможения скорости окисления органических веществ с практически полным подавлением биохимических процессов при концентрации активного хлора в реакторе выше 26,1 мг/л. Продолжительность восстановления первоначальной скорости окисления органических веществ при концентрации активного хлора в реакторе 6,6 мг/л составила 220 минут после включения подачи сточных вод и отвода пермеата.
Ключевые слова
биологическая очистка , мембранный биореактор , кинетическая константа , сточные воды молокозавода , химическая промывка мембран , удельная скорость окисления
|
bbk 000000
УДК 628.35:661.5
Стрелков А. К., Степанов С. В., Блинкова Л. А., МОРОЗОВА К. М., Беляков А. В.
Исследование процессов одноступенчатой биологической очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов
Аннотация
Представлены результаты исследований работы сооружений биологической очистки сточных вод Новокуйбышевского нефтеперерабатывающего завода. Установлена невозможность осуществления процесса денитрификации при очистке сточных вод по двухступенчатой схеме из-за высокой концентрации растворенного кислорода в денитрификаторе и низкой концентрации органических загрязнений в исходной сточной воде. Проведен промышленный эксперимент с переводом всех сооружений биологической очистки на одноступенчатую схему работы. При выводе из работы аэротенков первой ступени общая масса активного ила в системе возросла почти в 1,5 раза. Концентрация ила в аэротенках (второй ступени) увеличилась с 0,5–1 до 2–2,5 г/л, нагрузка на ил по ХПК снизилась с 143 до 77 мг/(г∙сут). Отмечено повышение эффективности процесса нитрификации и появление денитрификации. Определены
кинетические константы процессов окисления органических веществ, нефтепродуктов, нитрификации и денитрификации, необходимые для расчета очистных сооружений, работающих по схеме нитри-денитрификации. Установлено наличие торможения субстратом при концентрации нефтепродуктов в очищенной воде свыше 4 мг/л. Торможение процесса нитрификации наблюдалось при концентрации аммонийного азота в очищенной воде более 1 мг/л. Полномасштабный производственный эксперимент по переводу сооружений биологической очистки Новокуйбышевского нефтеперерабатывающего завода на одноступенчатую работу позволил апробировать современную технологию нитри-денитрификации в промышленных условиях и рекомендовать данную схему очистки для других нефтеперерабатывающих заводов Российской Федерации.
Ключевые слова
сточные воды , биологическая очистка , нитрификация , денитрификация , нефтеперерабатывающий завод , кинетическая константа
|
bbk 000000
УДК 628.35:661.5
Степанов С. В., ШВЕЦОВ В. Н., МОРОЗОВА К. М., Беляков А. В., Блинкова Л. А.
Исследование технологии нитри-денитрификации для очистки нефтесодержащих сточных вод
Аннотация
Представлены результаты исследований биологической очистки сточных вод Новокуйбышевского нефтеперерабатывающего завода по технологии нитри-денитрификации. Показана возможность достижения современных требований к качеству очищенной воды по соединениям азота, в том числе при очистке производственного стока без смешения с городскими сточными водами. Определены кинетические константы процессов нитри-денитрификации и окисления нефтепродуктов, необходимые для расчета очистных сооружений.
Ключевые слова
сточные воды , биологическая очистка , нитрификация , денитрификация , нефтеперерабатывающий завод , кинетическая константа
|
bbk 000000
УДК 628.35:665.6
Степанов С. В., Стрелков А. К., Блинкова Л. А., МОРОЗОВА К. М., Беляков А. В.
Определение кинетических констант для процессов биохимической очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов
Аннотация
Представлены результаты исследований, проведенных в контактных условиях на сооружениях биологической очистки сточных вод Новокуйбышевского, Куйбышевского, Сызранского и Ачинского нефтеперерабатывающих заводов. На основании измерения скорости потребления кислорода получены значения максимальной скорости окисления, константы Михаэлиса и коэффициента ингибирования продуктами распада активного ила. Кинетические константы зависят от состава исходных сточных вод и подвержены суточным колебаниям. Полученные значения могут быть использованы для расчета аэротенков, предназначенных для очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов.
Ключевые слова
сточные воды , биологическая очистка , активный ил , нефтеперерабатывающий завод , кинетическая константа
|
bbk 000000
УДК 628.35:661.5
Степанов С. В.
Особенности расчета сооружений биологической очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов
Аннотация
Сточные воды нефтеперерабатывающих заводов характеризуются наличием трудноокисляемых органических веществ и практически полным отсутствием фосфора. Методика расчета сооружений биологической очистки нефтесодержащих сточных вод c нитри-денитрификацией применяется как для аэротенков, так и для мембранных биореакторов. Расчет проводится с использованием кинетических зависимостей по всем нормируемым загрязнениям. Экспериментально получены кинетические константы и коэффициенты процессов нитри- и денитрификации, окисления органических веществ (по БПК и ХПК), нефтепродуктов, фенолов и СПАВ для сточных вод ряда нефтеперерабатывающих заводов. Алгоритм расчета включает следующие этапы: определение исходных данных – концентраций загрязнений и расходов сточных вод; выбор технологической схемы очистных сооружений; расчет удельных скоростей процессов биологической очистки на основании кинетических констант и коэффициентов; расчет прироста активного ила, убыли азота и фосфора за счет процессов ассимиляции; вычисление времени пребывания для окисления отдельных ингредиентов загрязнений и денитрификации; определение максимальной по лимитирующему компоненту продолжительности аэробного процесса и степени очистки по другим ингредиентам; расчет необходимого расхода воздуха; проверка необходимости дозирования соединений фосфора для биогенной подпитки. Для повышения эффективности денитрификации состав сооружений дополнен деаэратором иловой смеси. Технологический расчет мембранного биореактора отличается от расчета аэротенков с нитри-денитрификацией корректировкой удельной скорости окисления с учетом найденных кинетических констант и коэффициента ингибирования продуктами метаболизма при более высоких концентрациях активного ила в биореакторе. Результаты экспериментальных исследований позволили дополнить разработанную НИИ ВОДГЕО методику расчета сооружений биологической очистки сточных вод с нитри-денитрификацией.
Ключевые слова
сточные воды , биологическая очистка , нитрификация , активный ил , мембранный биореактор , денитрификация , нефтеперерабатывающий завод , кинетическая константа
|
|
