WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

ШЛЁКОВА Инна Юрьевна

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ БИОСОРБЦИОННОГО СПОСОБА ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОАО «ГАЗПРОМНЕФТЬ ОНПЗ»

03.00.16 – экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Омск – 2009

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Омский государственный
педагогический университет и в ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ».

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор биологических наук, профессор

Воробьёва Тамара Георгиевна

доктор биологических наук, профессор

Григорьев Аркадий Иванович

кандидат биологических наук, доцент

Зарипов Рафаил Гарифович

ГОУ ВПО «Омская государственная

медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и соци­альному развитию»

Защита состоится 19 мая 2009 г. в 12 часов на заседании дис­сертационного совета ДМ 212.177.05 при Омском государственном педагогическом университете по адресу: 644099, г. Омск, ул. Набе­режная Тухачевского, 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского госу­дарственного педагогического университета.

Автореферат разослан «17» апреля 2009 г.

Ученый секретарь
диссертационного совета
кандидат биологических наук, доцент                              Т. Ю. Колпакова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Изучение процесса биологической очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов, способов по­вышения его экологической эффективности, исследование альтерна­тивных биосорбентов и сохранение видового разнообразия организмов активного ила при очистке промышленных сточных вод сложного со­става – весьма актуальные проблемы как для прикладной экологии
в целом, так и для каждого предприятия в частности.

Технологические установки и другие производственные объекты переработки углеводородных систем являются источниками загрязне­ния водного бассейна нефтепродуктами, фенолами, деэмульгаторами, сернистыми соединениями, минеральными солями, металлами и дру­гими вредными для окружающей среды примесями. На многих нефте­перерабатывающих предприятиях завершающим этапом очистки сточ­ных вод является биологическая очистка в аэротенках (Абросимов, 2002; Аксенов, 2005; Воробьева 2009; Швецов, 2004).

Биологический метод очистки сточных вод обладает рядом несо­мненных достоинств, к числу которых относится его экологичность:
в процессе биологической очистки не образуется чуждых природной среде соединений, а происходит деструкция органических загрязнений до углекислого газа и воды. Биологическая очистка воды – это эколо­гический процесс: благодаря применению технологий очистки про­мышленных и городских сточных вод осуществляется защита природ­ной среды от загрязнения, причиняющего значительный ущерб (Барак, Карюхина, 1983; Алексеев, 2007).

Современный уровень развития общества, промышленного про­изводства, экологическое состояние окружающей среды обусловили повышение требований к качеству сточных вод, сбрасываемых в вод­ные объекты, а традиционные технологии биологической очистки
в аэротенках уже не позволяют достичь необходимой степени очистки (Анфимова, 2003; Сироткин, 2007).

Одним из наиболее эффективных и очевидных способов увели­чения окислительной мощности и улучшения ряда технологических показателей традиционных биологических очистных сооружений яв­ляется применение адсорбционной иммобилизации биомассы на по­верхности инертных или активных твердых материалов (Нагаев, 1998; Рудакова, 2003; Сироткин, 2002).

Таким образом, исследование эффективности биосорбционного способа очистки сточных вод, реализуемого в типовых аэротенках ко­ридорного типа, представляет научный интерес.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является исследование возможности повышения экологической эффективности биологической очистки сточных вод ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ» при внесении в аэротенки альтернативного биосорбента – коксовой пыли (отхода производства кокса).

Для реализации этой цели были поставлены следующие задачи:

  1. Исследовать эффективность биосорбционной очистки сточных вод ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ» в лабораторных условиях с примене­нием в качестве альтернативного биосорбента коксовой пыли.
  2. Сравнить эффективность биологической и биосорбционной очистки промышленных сточных вод ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ».
  3. Изучить особенности биосорбционной очистки сточных вод ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ» в лабораторных условиях с применением различных сорбентов: альтернативного биосорбента и порошкообраз­ного активного угля (ПАУ).
  4. Подготовить практические рекомендации для цеха очистных сооружений ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ».

Научная новизна. Впервые применен биосорбционный метод очистки промышленных сточных вод с использованием в качестве биосорбента коксовой пыли – отхода производства кокса. Изучены особенности биосорбционной очистки сточных вод ОАО «Газпром­нефть-ОНПЗ» в лабораторных условиях с применением различных сорбентов: коксовой пыли и порошкообразного активного угля. Уста­новлена возможность их использования для очистки промышленных сточных вод от трудноокисляемых соединений, улучшения состояния активного ила и стабилизации системы очистки в целом.

Впервые изучены особенности биологической очистки сточных вод в ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ» и проведены исследования спосо­бов её интенсификации.

Показана высокая эффективность биосорбционного метода очи­стки сточных вод, содержащих большое количество трудноокисляе­мых соединений, в экстремальных режимах работы сооружений («зал­повые» сбросы).

Теоретическое и практическое значение. Полученные резуль­таты могут быть использованы для разработки проекта реконструкции очистных сооружений ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ».

Показана высокая эффективность биосорбционного способа ин­тенсификации биологической очистки сточных вод в ОАО «Газпром­нефть-ОНПЗ» (улучшение состояния активного ила и технологических показателей).

Научно-практическая значимость работы состоит в исследовании перспективного направления в развитии биосорбционных технологий – поиска альтернативных биосорбентов.

Важность исследования определяется возможностью использова­ния биосорбционных технологий на базе традиционных аэротенков,
а также возможностью применения для очистки экономически выгод­ных биосорбентов – отходов производства. В результате при мини­мальных затратах будут улучшены как технологические показатели, так и эксплуатационные. Кроме того, использование данной техноло­гии на сооружениях биологической очистки в ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ» позволит сократить время очистки сточных вод.

Разработана схема лабораторной установки и методика лабора­торных исследований биосорбционного метода очистки.

Положения, выносимые на защиту.

  1. Основные особенности биологической очистки сточных вод ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ» состоят в том, что очистке подвергаются производственные сточные воды сложного состава и периодически отмечается поступление сточных вод с высоким содержанием загряз­няющих веществ («залповый» сброс).
  2. При добавлении различных биосорбентов в систему биологи­ческой очистки, работающую в экстремальном режиме, повышается эффективность очистки сточных вод и улучшается состояние активно­го ила.
  3. Отход производства кокса определяется как альтернативный биосорбент с точки зрения высокой эффективности биосорбционной очистки и экономической целесообразности его применения. Приме­нение в качестве биосорбентов различных отходов производства –перспективное направление в развитии биосорбционных технологий.

Апробация работы. Материалы диссертации ежегодно доклады­вались на отчетных конференциях аспирантов ОмГПУ.

Материалы исследования были представлены на 13 Всероссий­ской научно-практической конференции молодых учёных и специали­стов «Инновационные технологии в педагогике и на производстве» (Екатеринбург, 2007), Всероссийской научно-практической конфе­ренции «Общие проблемы мониторинга природных экосистем» (Пен­за, 2007), 7 Международной научной конференции «Состояние био­сферы и здоровье людей» (Пенза, 2007), Международной научно-прак­тической конференции «Культура и образование как фактор развития региона» (Ишим, 2008), Всероссийской научно-практической конферен­ции студентов и аспирантов «Студенты вузов – школе» (Ишим, 2008).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 науч­ных статей, одна из них – в журнале, рекомендованном экспертным советом ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, практических рекомендаций, библиографичес­кого списка и приложений.

Библиографический список включает 190 наименование, в том числе 22 зарубежных авторов. Материалы диссертации изложены на 125 страницах печатного текста. Работа иллюстрирована 19 рисунками и 26 таблицами.

Автор выражает благодарность генеральному директору ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ» И. И. Сарварову, кандидату биологических на­ук, доценту ГОУ ВПО «Омский государственный педагогический уни­верситет» Е. В. Дементьевой за помощь в проведении исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследования, его теоре­тическое и практическое значение, сформулированы цель и задачи исследования, показана научная новизна, основные положения и апро­бация работы.

ГЛАВА 1. Обзор литературы

В главе проанализированы данные отечественной и зарубежной литературы об эффективности и способах реализации биосорбционных технологий. Рассмотрены экологические аспекты аэробной биологиче­ской очистки сточных вод, дана характеристика биосорбентов и ак­тивного ила как сложной биосистемы. Показаны экологическая харак­теристика и краткий обзор существующих методов очистки промыш­ленных сточных вод.

ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования

Во второй главе изучение эффективности биосорбционной очи­стки сточных вод осуществлялось по принципу контактно-проточного метода лабораторных исследований.

Для лабораторных испытаний была разработана лабораторная ус­тановка и методика исследований биосорбционного метода очистки.

Лабораторные испытания биосорбционного метода очистки сточ­ных вод ОНПЗ проводились в режиме контактной стабилизации в ре­акторах с мелкопузырчатой системой аэрации.

В одном лабораторном реакторе последовательно осуществля­лись все стадии биологической очистки стоков: нахождение иловой смеси в режиме аэрации в аэротенках, отстаивание и регенерация. По­лученные данные о составе исходной и очищенной сточной жидкости из первого реактора использовались в качестве контрольного опыта или опыта сравнения. Во втором реакторе присутствовал альтернатив­ный биосорбент – коксовая пыль установки прокалки нефтяного кокса ОНПЗ. Полученные данные о составе исходной и очищенной сточной жидкости из второго реактора позволили оценить эффективность био­сорбционной очистки с применением альтернативного биосорбента.
В третий реактор в тот же момент времени при неизменных условиях вводилась сточная жидкость с ПАУ марки ОУ-А.

Контроль процесса очистки промышленных стоков в лаборатор­ных реакторах осуществлялся в трех направлениях:

  1. Контроль качества исходной и очищенной в реакторе сточной жидкости с помощью методики выполнения измерений химического потребления кислорода (далее ХПК) (НД 1.2-2003), метода опреде­ления массовой концентрации нефтепродуктов (ПНД.Ф.14.1:2.116-97), метода определения массовой концентрации взвешенных веществ (ПНД.Ф.14.1:2.110-97).
  2. Контроль параметров работы реактора с помощью определе­ния содержания растворенного кислорода и измерения температуры (портативный кислородомер YSI-55 с термодатчиком), метода опреде­ления величины рН (ПНД.Ф.14.1:2:3:4.121-97)
  3. Контроль основных характеристик состояния активного ила
    с помощью гидробиологического анализа: методики определения ди­намики оседания активного ила, методики определения концентрации активного ила по массе, метод определения илового индекса (ПНД Ф СБ 14.1.77-96), микроскопирования активного ила, осуществляемого
    с помощью универсального микроскопа Axioscop 40 фирмы Zeiss с би­нокулярной насадкой с фотовыходом.

Концентрация сорбента в лабораторных реакторах составляла 0,4 г/л.

Режим работы лабораторных установок по основным параметрам соответствовал производственным условиям. Время аэрации, отстаи­вания и регенерации соответствовало требованиям режима контактной стабилизации.

Лабораторные установки биологической и биосорбционной очи­стки располагались в помещении зала управления технологическим процессом установки-блока биологической очистки промышленных сточных вод ОНПЗ (ББО).

При исследовании альтернативного биосорбента – коксовой пыли всего было проведено сорок экспериментов, активного угля – двадцать экспериментов.

Полный контроль по всем направлениям осуществлялся как на месте проведения испытаний, так и в специализированной аккредито­ванной лаборатории санитарно-гигиенического контроля.

Всего было отобрано и проанализировано 140 проб сточной жид­кости, 100 проб иловой смеси и 300 проб (препаратов) активного ила.

Статистическую обработку полученных материалов проводили
с помощью пакетов прикладных программ «SPSS 10.0.5 for Windows» и «Microsoft Office Excel 2003». Достоверность различий определялась по критерию t-Стьюдента.

ГЛАВА 3. Экологическое обоснование эффективности
биосорбционного способа очистки сточных вод
ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ

Установлено, что стоки, поступающие на установку биологичес­кой очистки, являясь многокомпонентной системой, характеризуются высокими среднегодовыми значениями ХПК (444–462 мгО2/л) и не­высокими значениями биохимического потребления кислорода (158– 172 мгО2/л), отсутствием фосфат-ионов, содержат нефтепродукты 21,8 –26,2 мг/л. При разовых «залповых» сбросах сточных вод значения ХПК могут достигать 1000 мгО2/л и более. Состояние активного ила
в аэротенках свидетельствует о торможении процессов биохимической деструкции органических веществ, что, возможно, связано с присутст­вием в составе очищаемой воды биорезистентных примесей.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»