Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций
Каталог

Обратная связь

Я ищу:

Содержимое электронного каталога российских диссертаций

Диссертационная работа:

Катраева Инна Валентиновна. Анаэробная биохимическая очистка производственных сточных вод в аппаратах с псевдоожиженным слоем загрузки : диссертация ... кандидата технических наук : 11.00.11.- Нижний Новгород, 2000.- 145 с.: ил. РГБ ОД, 61 00-5/2451-X


Для получения доступа к работе, заполните представленную ниже форму:


*Имя Отчество:
*email



Содержание диссертации:

Введение 4

Глава 1 Современные процессы и аппараты анаэробной

биохимической очистки сточных вод 10

1.1 Анализ процессов биохимической очистки

промстоков в анаэробных условиях 10

1.2 Кинетика и механизм реакций анаэробного

распада 12

1.3 Факторы, влияющие на анаэробный процесс 19

  1. Потребность анаэробных микроорганизмов в питательных компонентах 19

  2. Токсичность и ингибирование анаэробного

процесса 22

1.3.3 Влияние температуры на анаэробный

процесс 26

1.4 Образование биогаза, выход и использование

биогаза 27

1.5 Тенденции в совершенствовании конструкций
аппаратов анаэробной биохимической очистки
производственных сточных вод 29

1.5.1 Классификация аппаратов анаэробной

биохимической очистки 29

1.5.2 Сравнительный анализ аппаратов анаэробной
биохимической очистки 31

Выводы 40

Глава 2 Основы повышения эффективности и надежности

процессов и аппаратов анаэробной

биохимической очистки сточных вод 42

2.1 Очистка стоков в слое гранулированного

анаэробного ила 42

2.2 Двухступенчатая анаэробная биохимическая
очистка - реальный путь повышения

эффективности анаэробных процессов 43

2.3 Колонные аппараты. Теоретические основы создания
аппаратов с псевдоожиженным слоем

загрузки 45

2.4 Практика применения аппаратов "Биосорб"

в процессах очистки

производственных сточных вод 52

. 56

_>

Глава 3 Лабораторные исследования очистки

производственных сточных вод в аппаратах с
псевдоожиженным слоем загрузки 58

3.1 Характеристика сточных вод фабрики по

производству макаронных изделий 58

3.2 Описание лабораторной установки 60

Выводы 68

Глава 4 Математическая обработка результатов

экспериментальных исследований 70

4.1 Характеристика результатов

экспериментальных исследований 72

4.2 Математическая обработка результатов исследований.
Аппроксимация экспериментальных данных
Анализ однородности дисперсий.
Графо-аналитические зависимости 81

Выводы 91

Глава 5 Опытно- промышленная установка очистки

промстоков фабрики по производству макаронных
изделий ОАО "Вермани" 92

  1. Принципиальная схема опытно- промышленной установки 94

  2. Средства контроля и управления процессом очистки промстоков 97

  3. Пуск в эксплуатацию опытно-промышленной установки очистки промстоков

ОАО "Вермани" ПО

  1. Основные технико-экономические показатели опытно-промышленной установки 115

  2. Сравнительная оценка вариантов очистки

промстоков 120

Выводы 123

Заключение 125

Приложение 1 128

Приложение 2 131

Литература



Введение диссертации:

Успешное решение проблемы рационального использования и
охраны природных ресурсов, перехода экономики к экологически
безопасному развитию в значительной степени определяется
технологической и экономической эффективностью

производственных процессов, масштабами использования малоотходных и безотходных технологических циклов, оборотных и замкнутых систем водопользования. В тех случаях, когда образование промстоков, представляющих опасность для поверхностных и подземных вод, является неизбежным фактом, важно использовать для их обезвреживания наиболее эффективные методы и средства, исключающие загрязнение окружающей среды и обеспечивающие утилизацию очищенной воды, образующихся осадков и биогазов. По данным Министерства природных ресурсов Российской Федерации, Министерства здравоохранения Российской Федерации, Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды предприятия пищевой промышленности являются крупными источниками загрязнения водных ресурсов. В соответствии с нормативными требованиями при выпуске производственных сточных вод в городскую систему канализации концентрация органических загрязнений по ХПК не должна превышать 315 мг/л. Фактические значения уровней загрязнений на выпусках предприятий пищевой промышленности составляют: молочные и сыроваренные заводы - 2500ч-8000 мг/л; мясокомбинаты - 4000-4-8000 мг/л; производство консервов - 1500^-5000 мг/л; пивоваренные заводы -3000ч-18000 мг/л; производство хлебобулочных изделий - 1500^-6000 мг/л; производство макаронных изделий - 1500-^8000 мг/л.

Применение локальной биологической очистки промстоков в
анаэробных и аэробных условиях при последовательной работе
биохимических реакторов может обеспечить глубокую очистку
стоков и их использование на технические нужды предприятий,
утилизацию биологически минерализованных осадков при
благоустройстве и озеленении городских территорий, утилизацию
биогаза в энергетических установках. Автором проведена

приближенная оценка объемов указанных выше целевых продуктов
при средней производительности предприятий пищевой
промышленности, в том числе: молочные и сыроваренные заводы -
объем очищенной воды - 250 м /сутки; объем биогаза - 250-:-800
м /сутки (эквивалентное количество теплоты - 1,314-4,19 Гкал/сутки);
минерализованный осадок - 0,24-0,8 м /сутки; мясокомбинаты
(показатели приведены в принятой выше последовательности) -
200 м /сутки, 3204-640 м /сутки (1,64-3,3 Гкал/сутки),
0,324-0,64 м3/сутки; производство консервов - 180 м3/сутки,

1084-360 м3/сутки (0,56ч-1,87 Гкал/сутки), ОДч-0,36 м3/сутки; пивоваренные заводы - 250 м /сутки, 300+1800 м /сутки (1,56ч-9,3 Гкал/сутки), 0,34-1,8 м /сутки; производство хлебобулочных изделий - 80 м3/сутки, 484-192 м3/сутки (0,244-0,99 Гкал/сутки), 0,044-0,2 м3/сутки; макаронных изделий - 220 м3/сутки, 484-200 м3/сутки (0,244-0,99 Гкал/сутки), 0,044-0,25 м3/сутки.

Утилизация очищенной сточной воды, биогаза и шлама обеспечивает значительный экономический эффект, как показано в работе, частично компенсируя эксплуатационные затраты локальных очистных сооружений.

За последние годы в нашей стране и за рубежом получают развитие новые, высокоэффективные способы биохимической

очистки сточных вод в анаэробных и аэробных условиях в аппаратах
с псевдоожиженным слоем загрузки. Широкое применение этих
аппаратов в практике сдерживается недостаточным научным
обеспечением проектирования, унификации и серийного

производства.

Диссертационная работа автора направлена на дальнейшее совершенствование конструкций аппаратов и обеспечение их внедрения в производство очистки сточных вод предприятий пищевой промышленности. Основной объем экспериментальных работ проведен на фабрике по производству макаронных изделий (АО "Вермани", г. Нижний Новгород). Научно-исследовательские работы выполнялись по планам НИР и ОКР федеральной целевой программы "Оздоровление экологической обстановки на реке Волге и ее притоках, восстановление и предотвращение деградации природных комплексов Волжского бассейна" ("Возрождение Волги") и международному проекту "Волга-Рейн" - подпрограмма "Биосорб" (Российская Федерация - Федеративная Республика Германия). С германской стороны в выполнении подпроекта "Биосорб" принимал участие Ганноверский университет (Institut fur Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik der Universitat Hannover).

Целью диссертационной работы является повышение эффективности процессов биохимической очистки производственных сточных вод предприятий пищевой промышленности. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

проведен анализ результатов научно-исследовательских работ, а также данных промышленных испытаний аппаратов и сооружений, предназначенных для биохимической очистки концентрированных и слабоконцентрированных сточных вод в

анаэробных услрвиях;

определены современные тенденции повышения эффективности биохимической очистки сточных вод на локальных сооружениях предприятий пищевой промышленности с оценкой их основных показателей;

проведена сравнительная оценка конструкций аппаратов с псевдоожиженным слоем загрузки, в результате которой определены наиболее перспективные конструкции для систем локальной очистки промстоков в анаэробных условиях;

исследован в многофакторном эксперименте стадийный процесс анаэробной очистки сточных вод;

определены оптимальные конструктивные и технологические
параметры аппаратов анаэробной очистки промстоков фабрики по
производству макаронных изделий "Вермани", в том числе диаметр и
высота аппаратов, рециркуляционный расход воды, высота
псевдоожиженного слоя загрузки, концентрация и зольность
активного ила, окислительная мощность аппаратов, показатели
очищенной воды, количество образующегося биогаза;

разработаны технические решения для проектирования установки локальной очистки производственных сточных вод;

на основе результатов исследований разработана и внедрена в практику на фабрике "Вермани" автоматизированная промышленная установка производительностью 156 м3/сутки;

Научная новизна работы:

предложена математическая модель процесса анаэробной
очистки стоков, описывающая влияние существенных факторов на
качество очищенной воды и рекомендуемая к использованию при
проектировании и эксплуатации установок;

установлена целесообразность разделения технологического процесса анаэробной очистки на две стадии: стадии кислого брожения и щелочного, метанового брожения, что позволяет значительно увеличить нагрузку на ил, не нарушая стабильности работы реакторов;

в процессе экспериментальных исследований установлено, что при изменении физико-химического состава исходной сточной воды устойчивое формирование и сохранение гранул анаэробного ила обеспечивается при использовании в качестве загрузки гранулированного активированного угля (например, марки АГ-3); использование загрузки из других инертных материалов, не обладающих высокими сорбционными свойствами поверхности, не обеспечивает стабильности системы "загрузка - гранулированный ил" при изменении состава и расходов стоков:

на основании выполненных исследований определены нормы технологического режима эксплуатации установок анаэробной очистки промстоков.

Практическая значимость работы состоит в разработке рекомендаций по проектированию и эксплуатации установок анаэробной биохимической очистки производственных сточных вод. Выполнен проект и осуществлено строительство автоматизированной опытно-промышленной установки биохимической очистки промстоков фабрики по производству макаронных изделий с использованием новейшей компьютерной контрольно-измерительной техники и технологического оборудования. Использование полученных научных и производственных результатов создает возможность широкого внедрения в практику технологий,

исключающих загрязнение водных ресурсов и обеспечивающих их рациональное использование.

Апробация работы. Доклады по результатам работы были
представлены на Международном научно-промышленном форуме
"Великие реки' 99"/ICEF (25-28 мая 1999г., г. Нижний Новгород),
Международном научно-промышленном форуме "Великие реки'
2000'VICEF (16-19 мая 2000 г., г. Нижний Новгород), Научно-
технической конференции профессорско-преподавательского
состава, аспирантов и студентов ННГАСУ "Строительный комплекс-
97", г.Нижний Новгород 1997г., Научно-технической конференции
профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов
ННГАСУ "Строительный комплекс-98", г.Нижний Новгород 1998г.,
Международном семинаре - совещании экспертов Германии и России
по результатам выполнения проекта "Волга-Рейн" (24-30 июня 2000г.
Кельн, Германия).

Результаты исследований докладывались на научно-техническом совете АО "Вермани" с представлением проекта производственной установки для очистки сточных вод фабрики.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и списка литературы из 102 наименований, в том числе 64 зарубежных работ. Работа изложена на 145 страницах машинописного текста, содержит 41 рисунков, 17 таблиц, 2 приложения.

Реклама


2006-20011 © Каталог российских диссертаций