WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

При внесении в очищаемую воду коксовой пыли (доза 0,4 г/л) эффективность очистки по ХПК в среднем составила 83 %, тогда как эффективность очистки по ХПК в системе биологической очистки
в среднем составила 63 %, следовательно, биосорбционная очистка по ХПК на 20 % эффективнее биологической.

Установлено, что резкое снижение ХПК сточной воды происхо­дит в течение первых 15–25 минут эксперимента. В эти моменты ско­рость адсорбции значительно выше скорости биоокисления (Сироткин, 1993).

В среднем степень очистки стоков по ХПК в системе биосорбции в 2,1 раза выше, чем в системе биологической очистки. Учитывая, что снижение ХПК происходит в начале процесса очистки, в системе био­сорбции значительно уменьшается нагрузка на активный ил.

При поступлении на лабораторную установку биологической очистки сильнозагрязненных стоков содержание нефтепродукта на выходе находилось в пределах 3,9–8,1 мг/л. Степень очистки этих же стоков в биосорбционной системе (с коксовой пылью) намного выше, содержание нефтепродукта – 0,68–1,7 мг/л.

В среднем степень очистки стоков по нефтепродукту в системе биосорбции в 5,3 раза выше, чем в системе биологической очистки. При внесении в очищаемую воду коксовой пыли (доза 0,4 г/л) эффек­тивность очистки по нефтепродукту в среднем составила 96 %, тогда как эффективность очистки по нефтепродукту в системе биологичес­кой очистки в среднем составила 81 %, следовательно, биосорбцион­ная очистка по нефтепродукту на 15 % эффективнее биологической. Эффективность очистки по взвешенным веществам в системе био­сорбции на 37 % выше, чем в системе биоочистки.

Достаточно показательными представляются результаты опреде­ления концентрации растворенного кислорода в начальный период при изменении нагрузки по ХПК. Биосорбционная система обеспечивала погашение «залпа», в результате чего концентрация растворенного кислорода выходила на рабочий уровень – более 2 мг/л, и процесс очи­стки стабилизировался.

При биосорбционной очистке сточных вод с альтернативным сорбентом отмечался стабильный прирост биомассы: доза ила возрас­тала в среднем от 1,66 до 2,2 г/л и при этом концентрация взвешенных веществ составляла 4–12 мг/л.

При микроскопировании в активном иле из системы биосорбции с коксовой пылью в большом количестве были обнаружены брюхорес­ничные инфузории: вид Aspidisca costata, кругоресничные инфузории: вид Vorticella convallaria, род Opercularia, род Carchesium, род Episty­lis, которые являются индикаторами хорошей работы очистных со­оружений. Наличие в биоценозе брюхоресничных инфузорий говорит о хорошей флокуляции хлопьев активного ила и его удовлетворитель­ных очищающих свойствах. Довольно часто встречались коловратки вида Rotaria rotatoria в активном состоянии, а их присутствие является показателем устойчивой биологической системы. Также в активном иле встречались крупные амебы – представители подтипа саркодовых (Sarcodina) и сосущие инфузории рода Podophrya. Крупные амебы – обычные обитатели нормально функционирующего ила. Сосущие ин­фузории рода Podophrya развиваются в небольших количествах при полном окислении загрязняющих веществ и стабилизации процесса очистки сточных вод и являются индикаторами высокого качества очистки.

В активном иле системы биологической очистки в большом ко­личестве присутствовал вид Vorticella microstoma – типичный обита­тель активного ила с большой нагрузкой, при залеживании ила и на­рушении аэрации. Вид Vorticella convallaria был в небольшом количе­стве и в ряде опытов находился в состоянии «бродяжка». Кроме того, инфузории рода Vorticella более чем в 50 % опытов начинали измель­чаться и инцистироваться. В большинстве опытов в активном иле из системы биологической очистки были обнаружены в большом количе­стве бесцветные жгутиконосцы и нитчатые бактерии рода Sphaerotilus. В стабильных илах бесцветные жгутиконосцы обычно в массе не раз­виваются, а появление их в биоценозах может говорить о неблагополу­чии в технологическом режиме. При осуществлении первых циклов биологической очистки в пробах активного ила в единичных экземп­лярах присутствовал вид Aspidisca costata, род Opercularia с замкну­тым ресничным диском в неподвижном состоянии и коловратки вида Rotaria rotatoria в сжавшемся состоянии. Коловратки вида Rotaria rotatoria и прикрепленные инфузории таким образом реагируют на изменения условий среды в худшую сторону, поступление токсичных стоков. Также в активном иле из системы биологической очистки час­то встречались равноресничные инфузории рода Litonotus. Наличие представителей рода Litonotus говорит о повышении нагрузки на ил. На некоторых этапах эксперимента отмечалось присутствие мелких амеб (подтип Sarcodina). Мелкие амебы – показатели нарушения очи­стки, высокой нагрузки, неудовлетворительной аэрации, диспергиро­вания хлопьев и высокого содержания в иловой смеси бактерий, не связанных с хлопьями активного ила (Банина, 1984; Жмур, 1996; Ли­хачев, 2004).

В биосорбционной системе хлопья активного ила плотные, ком­пактные, крупные, без посторонних включений, отмечена хорошая флокуляция хлопьев. Цвет хлопьев активного ила буро-коричневый, редко темно-коричневый. Запах ила преимущественно болотный,
в единичных случаях отмечен слабый запах нефтепродуктов. Надило­вая вода прозрачная, иногда с небольшим количеством взвешенных частиц. В системе биологической очистки хлопья активного ила дис­пергированные, мелкие, с посторонними включениями, отмечено на­рушение флокуляции хлопьев. Цвет хлопьев активного ила от темно-коричневого до черного. Запах ила преимущественно землистый, неф­тепродуктов, в единичных случаях отмечен болотный запах. Надиловая вода мутная с взвешенными частицами, иногда опалесцирующая.

Таким образом, в активном иле из системы биологической очист­ки в большом количестве присутствовали организмы с высокой толерантностью к неблагоприятным факторам (нитчатые, жгутиковые),
а в иле из системы биосорбции отмечено удовлетворительное для дан­ных условий видовое разнообразие (Таубе, 1983; Банина, 1990).

Анализ полученных результатов указывает на высокую эффек­тивность метода биосорбционной очистки. Биологическая очистка сточных вод подобного состава протекает с рядом трудностей и, сле­довательно, недостаточно эффективно.

Кроме того, для достижения высокой эффективности очистки
в системе биосорбции требуется в 1,5–2 раза меньше времени, чем
в системе биологической очистки.

Эффективность биосорбционной очистки стоков зависит от при­меняемого сорбента. Нами были проведены опыты по сравнению эф­фективности очистки стоков с помощью активного угля марки ОУ-А
и альтернативного сорбента – коксовой пыли. Сравнение проводилось относительно контрольного опыта – биологической очистки в лабора­торном реакторе в идентичных условиях.

Биосорбционная очистка с применением в качестве сорбента ак­тивного угля в некоторых опытах протекала эффективнее, чем с коксо­вой пылью.

Эффективность очистки по значениям ХПК и содержанию неф­тепродукта в системе с коксовой пылью находилась в пределах 74–89
и 94–98 % соответственно, в системе с активным углем – 79–90 и 96–99 % соответственно.

Значения илового индекса для систем с углем и с коксом отлича­лись незначительно и в среднем составили около 60, для системы биоло­гической очистки – 109. Данные подтверждаются результатами визу­альной оценки: в системе биологической очистки часто наблюдался вы­нос активного ила, в системе биосорбции, напротив, данное явление не отмечалось. Для ББО ОНПЗ установленный нормативный предел значе­ний илового индекса составляет 40–75.

Итак, эффективность биосорбционной очистки с различными сор­бентами по ХПК в среднем выше на 20–22 % по сравнению с биологи­ческой, по нефтепродукту – на 15–17 %, по взвешенным веществам – на 29–37 %.

При проведении исследований отмечалось явление частичной биорегенерации адсорбента микроорганизмами активного ила.

Целесообразно при биосорбционной очистке ПАУ заменять дру­гими материалами. Применение более дешевых сорбентов (например, отходов производства) позволяет при сохранении достаточно высокой эффективности процесса сократить приведенные затраты.

Например, добавление в аэротенки золы ТЭС приводит не только к улучшению технологических показателей очистки тиокольных сточ­ных вод по ХПК на 25–30 %, но и к снижению содержания взвешен­ных веществ и илового индекса.

При введении в аэротенк, работающий в «залповом» режиме, альтернативного биосорбента – золы ТЭС, в количестве 0,5 г/л степень очистки по значениям ХПК составила 50,5–87,3 %, по содержанию взвешенных веществ – 29,3–92,6 % (исследования проводились на сто­ках нефтепромышленного предприятия) (Сироткин 1993, 2002, 2007). Сравнительная характеристика данных собственных исследований
с данными ученых представлена в таблице 5.

Таблица 5

Сравнительная характеристика эффективности
различных биосорбентов

Показатель

Эффективность очистки по показателям, %

ПАУ УАФ

ПАУ ОУ-А

Зола ТЭС

Коксовая пыль

ХПК, мгО2/л

66 – 92

79 – 90

50,5 – 87,3

74 – 89

Взвешенные вещества, мг/л

67 – 96,7

61 – 84

29,3 – 92,6

68 – 93

Эффективность биологической и биосорбционной очистки про­мышленных стоков по показателю ХПК говорит о целесообразности применения биосорбционной очистки с коксовой пылью в качестве сорбента.

За счет сочетания адсорбции биорезистентных примесей и био­химического окисления органических веществ микроорганизмами биосорбционный метод интенсификации процесса с использованием активного угля, золы ТЭС, коксовой пыли приводит к значительному снижению ХПК сточной воды (Сироткин 1993; Анфимова 2003; Во­робьева 2009).

Таким образом, за счет удачного сочетания основных достоинств биологического и сорбционного методов очистки биосорбционная очистка определяется как более устойчивая, стабильная и управляемая система.

ВЫВОДЫ

  1. Установлено, что стоки, поступающие на установку биологи­ческой очистки, являются многокомпонентной системой и содержат
    в своем составе большое количество трудноокисляемых соединений (значения ХПК превышают 450 мгО2/л), также отмечаются периодиче­ские «залповые» сбросы загрязняющих веществ (значения ХПК дости­гают 1000 мгО2/л).
  2. В системе биосорбции с альтернативным биосорбентом – кок­совой пылью отмечается улучшение ряда параметров по сравнению
    с биоочисткой: показателей очистки (очистка по ХПК эффективнее
    в среднем на 20 %, по нефтепродукту на 15 %, по взвешенным вещест­вам в среднем на 37 %, отмечено улучшение иловых характеристик)
    и режимных параметров (стабилизация рН и содержания растворенно­го кислорода).
  3. При использовании в качестве биосорбентов как коксовой пы­ли, так и порошкообразного угля существенно повышается эффектив­ность очистки стоков и снижается нагрузка на активный ил (увеличи­вается видовое разнообразие организмов, улучшается состояние актив­ного ила).
  4. В условиях «залповых» нагрузок биосорбционная система
    (с различными биосорбентами) способна самостабилизироваться. Для до­стижения высокой эффективности очистки в системе биосорбции требу­ется в 2 раза меньше времени, чем в системе биологической очистки.
  5. Эффективным способом интенсификации биологической очи­стки сточных вод ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ» является биосорбцион­ный способ с применением в качестве сорбента отхода производства кокса – коксовой пыли.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

  1. Рассмотреть возможность интенсификации биологической очистки стоков ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ» биосорбционным спосо­бом в экстремальных режимах работы.
  2. Оценить целесообразность применения альтернативного био­сорбента – отхода производства кокса (коксовой пыли) для интенси­фикации биологической очистки стоков ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ» в аэротенках.
  3. Рассмотреть возможность сокращения времени биологической очистки стоков при применении биосорбционного способа интенсифи­кации (уменьшение времени аэрации повлечет за собой значительное уменьшение потребления электроэнергии на воздуходувной станции).

Основные положения и результаты диссертационного
исследования отражены в следующих публикациях:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

  1. Шлёкова, И. Ю. Эколого-биологическое обоснование примене­ния биосорбционного метода очистки сточных вод на Омском нефте­перерабатывающем заводе [Текст] / Т. Г. Воробьева, И. Ю. Шлёкова // Вестник Челябинского государственного педагогического университе­та. – 2009. – № 2. – С. 296–306.

Другие публикации:

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






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