Очистка сточных вод с помощью мелафена

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»

(ФГБОУ ВПО  КНИТУ)

 

Кафедра            Химической кибернетики

Факультет         Пищевых технологий

Специальность «Рациональное использование материальных и энергетических ресурсов»

Группа                6191-11

 

 

Курсовая работа

Очистка сточных вод с помощью мелафена

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент 5 курса ________________________ Петрова Е. А.

Проверила _______________________________________ Валеева Р. Т.

 

 

 

 

Казань 2013

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение  4

1 Литературный обзор      5

1.1 Биологическая очистка сточных вод                                       5

1.2 Аэробный и анаэробный методы биологической очистки сточных вод                                                                                                                     5          

1. Аэробные процессы в биохимической очистке сточных вод

                                                                                                                  6

      1.2.2  Основные  преимущества анаэробной очистки  сточных вод перед аэробной                                                                                                 7

 

1.3 Биоценоз активного ила                                                                     9

1.4 Перспективы  развития анаэробной очистки  сточных вод            10

1.5 Препарат мелафен                                                                           11

         1.6 Постановка задач исследования                                                     13

           1.6.1 Задачи исследования                                                              13

         1.6.2 Объекты исследований                                                            13

2.1 Экспериментальные исследования                                                 14

            2.1.1 Сравнительный анализ систем биологической очистки сточных вод с применением различных биологических активных веществ на МУП «Водоканал»                                                                                         15

            2.1.2 Сравнительный анализ систем биологической очистки сточных вод в динамических условиях на МУП «Водоканал»                   16

            2.1.3 Сравнительный анализ систем биологической очистки сточных вод в динамических условиях на МУП «Водоканал»                   17

                2.1.4 Сравнительный анализ систем биологической очистки сточных вод на ОАО «Казанский завод синтетического каучука»             18

            2.1.5 Сравнительный анализ систем биологической очистки сточных вод с применением различных биологических активных веществ на ОАО «Казанский завод синтетического каучука»                                        19

          2.1.6  Описание экспериментов биологической очистки сточных вод очистных сооружений ОАО «Казаньоргсинтез»                                          20

          2.1.7 Экспериментальные данные в динамических условиях с использованием мелафена в сравнении с традиционной биологической очисткой                                                                                                          22

          2.1.8 Микробиологический анализ активного ила на ОАО «Казаньоргсинтез»                                                                                         23

        3.1 Схема очистки сточных вод с применением мелафена на ОАО «Казаньоргсинтез»                                                                                         24

        3.2  Результаты анализов при проведении опытно – промышленных испытаний                                                                                                       25

              3.2.1  Оценка состояния активного ила с дегидрогеназой (ДАИ)в апреле – мае 2007 года                                                                                       26

                3.2.2  Оценка состояния активного ила по показателю ДАИ в феврале – марте 2008 год                                                                                                      27

    3.2.3 Оценка состояния активного ила по показателю ДАИ в апреле – мае 2008 года                                                                                                        28

 

         4.1 Влияние мелафена на биоценоз активного или в процессе интенсификации биологической очистки сточных вод                                  29

        Заключение                                                                                                 31

        Список использованной  литературы                                                        33

 

 

 

 

 

Введение

Проблема очистки промышленных стоков и подготовки воды для технических и хозяйственно-питьевых целей с каждым годом приобретает все большее значение, поэтому необходимо найти наиболее эффективный, простой, но вместе с тем экономичный метод очистки сточных вод.[1]

  Среди применяемых в настоящее время систем и принципов очистки сточных вод едва ли не самое значительное место занимают биологические методы как наиболее перспективные и экологически оправданные. Биологическая очистка – это, прежде всего, деструкция чуждых природной воде соединений, осуществляемая безреагентным путем, который основан на использовании специфических биологических сообществ, носящих общее название активного ила.[2]

Основой биологической очистки воды является способность биоценоза активного ила разрушать, окислять и утилизировать органические вещества промышленных сточных вод (СВ), а также способность микроорганизмов объединяться в хлопья. Благодаря этой способности осуществляется отделение очищенной сточной воды от активного ила[3]

Развитие в области промышленности и хозяйственной деятельности человека приводит к расширению спектра загрязнений в сточных водах, увеличению их токсичности, и, как следствие, к угнетению биоценоза активного ила, что снижает эффективность биологического метода очистки сточных вод.[1] В последние годы в нашей стране и за рубежом ведутся активные поиски способов интенсификации классических методов биологической очистки, в том числе и с помощью добавления биологически активных веществ (БАВ) [4] ,направленные также на создание новых инженерных сооружений,  схем и интенсификация очистки за счет введения различных технологических приемов.

Применение БАВ увеличивает эффективность и качество очистки сточных вод, сокращает сроки запуска объектов биологической очистки в эксплуатацию, расширяет возможности использования биологической очистки в условиях низких температур и защищает культуры активного ила и биологической плёнки от воздействия вредных веществ, например, солей тяжёлых металлов, гербицидов и пестицидов [5].

 

1. Биологическая очистка сточных вод

В настоящее время метод очистки СВ активным илом является наиболее универсальным и широко применяемым при обработке стоков. Использование технического кислорода, высокоактивных симбиотических иловых культур, стимуляторов биохимического окисления, различного рода усовершенствованных конструкций аэротенков позволило в несколько раз повысить производительность метода биологической очистки. Значительные резервы скрыты также в области интенсификации массообмена.

Биологическая очистка СВ представляет собой результат функционирования системы активный ил – сточная вода, характеризуемой наличием сложной многоуровневой структуры. Биологическое окисление, составляющее основу процесса, является следствием протекания комплекса взаимосвязанных процессов различной сложности: от актов обмена электронов до сложных взаимодействий биоценоза с внешней средой [6].

Процесс биологической очистки предназначен для обезвреживания промышленных СВ, в частности химических и нефтехимических производств. Он основан на способности гетеротрофных микроорганизмов использовать для питания разнообразные неорганические (сульфиды, сероводород, нитриты, аммиак и др.) и органические соединения, находящиеся в СВ. Последние являются для них источником углерода [6].

 

1.2 Аэробный и анаэробный методы биологической очистки сточных вод

Известны два метода биологической очистки сточных вод: аэробный и анаэробный. Аэробный осуществляется бактериями при наличии в воде кислорода и является основным способом биологической очистки, применяемым в промышленности. Анаэробный осуществляется бактериями, не требующими кислорода и заключается в сбраживании органических веществ в закрытых аппаратах без доступа воздуха – метантенках [7].

Использование свойства адаптации бактерий ила позволяет успешно решить вопросы биологической очистки СВ химических производств, содержащих сложные органические соединения неприродного происхождения [8].

 

1. Аэробные процессы в биохимической очистке сточных вод

Метод биохимической очистки сточных вод активным илом заключается в переработке скоплениями аэробных микроорганизмов органических загрязнений при их частичной или полной минерализации в присутствии кислорода, подаваемого в аэротенк, и последующим разделением прореагировавшей смеси.

Существует две большие группы аэробных процессов биологической очистки – экстенсивные и интенсивные. К экстенсивным относятся методы, непосредственно не связанные с управляемым культивированием микроорганизмов – это поля орошения, поля фильтрации, биопруды. Микроорганизмы, находящиеся в верхних слоях почвы полей орошения и фильтрации или воде биопрудов образуют ценозы, за счет деятельности которых и происходит очистка воды. В процессе дыхания микробов органические вещества окисляются, и освобождается энергия, необходимая для жизненных функций микроорганизмов [9].

В основе интенсивных способов лежит деятельность активного ила и биопленки, то есть естественно возникшего биоценоза, формирующегося на каждом конкретном производстве в зависимости от состава СВ и выбранного режима очистки.

Необходимыми условиями для жизнедеятельности организмов, способствующих очистке, и эффективного использования аэробных очистных сооружений являются:

• наличие в сточных водах органических веществ, способных окисляться биохимически;
• непрерывное снабжение сооружений кислородом в достаточном количестве;
• активная реакция очищаемой воды (в пределах рН 7 – 8,5); температура воды не ниже 10 °C и не выше 30 °C;
• наличие биогенных элементов – азота, фосфора, калия в необходимых количествах;
• содержание минеральных солей в воде не выше 10 г/дм3;
• отсутствие токсичных веществ в концентрациях, способствующих гибели микроорганизмов [10].

Существующие традиционные биологические методы обработки в аэробных условиях, хотя и решают данную проблему, но не способны обезвреживать высококонцентрированные стоки трудно окисляемых органических веществ.

В этой связи привлекают внимание микроорганизмы, способные к превращениям органических веществ без участия кислорода - сбраживанием либо восстановлением переменновалентных элементов в их окисленной форме, то есть анаэробным путем. Интерес к анаэробной очистке сточных вод стимулирует и все возрастающая стоимость обработки промышленных сточных вод и дефицит энергии.

 

1.2.2  Основные преимущества анаэробной  очистки сточных вод перед аэробной

Основные преимущества анаэробной очистки сточных вод перед аэробной заключаются в том, что:

1) 80% затрат при очистке  воды в аэротенках приходится на аэрацию. Из-за высокой стоимости компрессоров, насосов, аэрирующих устройств и другого технического оборудования способ аэробной очистки экономически невыгоден, а значит, замена такой обработки на анаэробную значительно снижает стоимость очистки;

2) экономический коэффициент  аэробов составляет 75-80%, в то время  как анаэробов не превышает 15%, то есть из 1 т съеденного органического  вещества аэробы образуют до  800 кг биомассы, анаэробы – менее 150 кг. Использование анаэробов в значительной мере решает сложную проблему избыточного ила;

3) использование анаэробных  микроорганизмов позволяет получать  такие энергетически ценные продукты, как метан или сероводород. Правильно  организованный анаэробный процесс  дает возможность получить биогаз  с содержанием метана до 80%;

4) отсутствие аэрации  предотвращает аэрозольный вынос  биомассы в воздух и тем  самым способствует экологичности биоочистки и уменьшению санитарной зоны вокруг биологических сооружений.