Разработка технологии удаления биогенных элементов из городских сточных вод с дефосфатацией в аноксидных условиях
Диссертация
Основными проблемами промышленной реализации процессов биологической очистки сточных вод от биогенных элементов являются обеспечение стабильного качества очищенной воды при существенных колебаниях нагрузки поступающих сточных вод, и высокие эксплуатационные издержки на электроэнергию. Разработка и внедрение схем, обеспечивающих высокую стабильность очистки сточных вод от азота и фосфора при… Читать ещё >
Содержание
- 1. Исследование и промышленная реализация процессов удаления биогенных элементов
- 1. 1. Теоретические исследования биохимических процессов
- 1. 2. Практическая реализация процессов удаления биогенных элементов
- 1. 3. Динамическое моделирование биологической очистки сточных вод
- 1. 4. Выводы
- 2. Теоретические основы динамического моделирования работы аэротенков и решение задач оптимизации
- 2. 1. Определение передаточных функций аэротенков для режима нитрификации
- 2. 2. Применение теории оптимизации для расчета сооружений
- 2. 3. Определение эффективности процесса нитрификации технологии «М-Дефанокс»
- 2. 4. Выводы
- 3. Исследование технологии «М-Дефанокс» в лабораторных условиях
- 3. 1. Описание лабораторной установки, методика проведения и ход эксперимента
- 3. 2. Результаты экспериментальных исследований
- 3. 3. Определение кинетических констант биохимических процессов
- 3. 4. Выводы
- 4. Полупромышленные испытания технологии «М-Дефанокс»
- 4. 1. Описание полупромышленной установки, методика проведения и ход эксперимента
- 4. 2. Результаты полупромышленных испытаний технологии «М-Дефанокс»
- 4. 3. Оценка колебаний загрязненности поступающего стока Курьяновских Очистных Сооружений
- 4. 4. Выводы
- 5. Методика расчета аэротенков, осуществляющих биологическую очистку сточных вод по технологии «М-Дефанокс»
- 5. 1. Методика расчета сооружений биологической очистки сточных вод, работающих по технологии «М-Дефанокс»
- 5. 2. Рекомендации по проведению пуско-наладочных работ и технологическому контролю аэротенков, работающих по технологии «М-Дефанокс»
- 5. 3. Технико-экономический расчет технологии удаления биогенных элементов «М-Дефанокс»
- 5. 4. Выводы
Список литературы
- Henze, Harremo§ s. Spildevandsrensing, biologisk og kemisk, 1992.
- Яковлев C.B., Скирдов И. В., Швецов B.H. и др. Биологическая очистка производственных сточных вод: Процессы, аппараты и сооружения. -М.: Стройиздат, 1985.
- Stenstr^m and Poduska. The effect of dissolved oxygen concentration on nitrification, Water Research, 1980.
- Tchobanoglous and Burton. Wastewater engineering treatment, disposal and reuse, 1991.
- Lynggaard-Jensen A, Harremoes P. Sensors in Watewater Technology, Water Science and Technology, 1996.
- Dawson, R.W., Murphy, K.L., 1972. The temperature dependency of biological denitrification. Wat. Res. 6,71−73.
- Zumft W. Cell Biology and Molecular Basis of Denitrification, MICROBIOLOGY AND MOLECULAR BIOLOGY REVIEWS, 1997.
- Simek, M. Snd D. W. Hopkins, 1999. Regulation of potential denitrification by soil pH in long-term fertilized arable soils. Biol. Fertil. Soils, 30:41−47.
- Levin G.V. Shapiro J. (1965) Metabolic uptake of phosphorus by wastewter organisms. Journal of Water Pollution Control Federation 37 str.800.
- Kuba, T., van Loosdrecht, M.C.M., Brandse, F.A. and Heijnen, J.J. Occurence of denitrifying phosphorus removing bacteria in modified UCT-type wastewater treatment plants. Wat. Res., 31(4), 777−786 (1997a).
- Barnard J. L. Biological nutrient removal without the addition of chemicals // Water Research. 1975. № 9.
- Wanner J., Cech J.S., Kos M. New process design for biological nutrient removal. Wat. Sci. Tech., 1991, 25, (4−5), 445−448.
- Borton G., Saltarelli R., Alonso V., Sorm R., Wanner J. and Tilche A. Biological anoxic phosphorus removal The DEPHANOX process. Water Sci. Technol. 1996. V. 34, № 1,2. P. 119−128.
- Sorm R., Bortone G., Saltarelli R., Jenicek P., Wanner J. and Tilche A. Phosphate uptake under anoxic conditions and fixed film nitrification in nutrient removal activated sludge system. Water Res. 1996. V. 30, № 7, P. 1573−1584.
- Lilley, I.D., Pybus, P. J and Power, S.P.B.1997. Operating Manual for Biological Nutrient Removal Wastewater Treatment Works. Water Research Commission Report No. TT 83/97.
- Aarne Veselind. Watewater Treatment Plant Design, 2003.
- US EPA. Nutrient Control Design Manual, 2009.
- Randall. Nutrient Removal Wastewater Treatment.
- Bioassays of the City of Cape Coral Wastewater Treatment Plant Cape Coral, Lee County, Florida. NPDES #FL0030007 Sampled 3/8/93. Biology Section of Technical Services, March 1993.
- Wanner J., Cech J.S., Kos M. New process design for biological nutrient removal. Wat. Sci. Tech., 1991, 25, (4−5).
- Ryu H.-D., Kim D., Kim K.-Y., Lee S.-I. Enhancement of nitrogen removal in a modified Dephanox process. Env. Eng. Sci. 2008. V. 25. № 4. P. 601 614.
- Zhow Y., Pijuan M., Yuan Z. Development of a 2-sludge, 3-stage system for nitrogen and phosphorus removal from high-strength wastewater using granular sludge and biofllm. Nutrient removal. 2007. 145−157.
- Вавилин B.A., Васильев В. Б. Математическое моделирование процессов биологической очистки сточных вод активным илом.-М.:Наука, 1979.-118 с.
- Reynolds Т. D., Yung J. Т. Model of completely mixed activated sludge process. Proc. 21st Ind. Waste Conf. Purdue Univ., 1966, Benedek P., Horvath I. A practical approach to activated sludge kinetics. — Water Research, 1967.
- Smith R., Eilers R. G., A generalized computer model for the steady state performance for activated sludge process. Div. of the Research FWPCA, US Dep. of the Interior, 1969.
- Vasiliev V. et al. Mathematical modeling of competition for substrate between phosphate-accumulating and non- phosphate-accumulating microorganisms in the activated sludge ecosystem. Russian Journal of Aquatic Ecology, 3(2), 1994, pp. 99−109.
- Henze M. Activated sludge model No.l. / M. Henze, CPL Grady Jr., W. Gujer, GvR Marais, T. Matsuo.// IAWQ Scientific and Technical Report No. 1, — IAWQ, London.-1987.
- Henze M. Activated sludge model No.2. / M. Henze, W. Gujer, T. Mino, T. Matsuo, MC Wentzel and GvR Marais.// IAWQ Scientific and Technical Report No. 3, — IAWQ, London.-1995.
- Henze M., Gujer W., Marais G.v.R., Matsuo T., Wentzel M.C. Activated sludge model No. 3. IAWQ, London, 1998.
- Lynggaard-Jensen A, Harremoes P. Sensors in Watewater Technology, Water Science and Technology, 1996.
- Zumft W. Cell Biology and Molecular Basis of Denitrification, MICROBIOLOGY AND MOLECULAR BIOLOGY REVIEWS, 1997.
- Березов T.T., Коровкин Б. Ф. «Биологическая химия». Изд. 3-е. М.: Медицина. 2007.
- Ю. А. Ярмолин (МИИТ), О. В. Мойжес (МИКХиС) Нитрификация сточных вод как динамический процесс. Труды молодых ученых, ч. 2, СПбГАСУ, 1999, с. 24−27.
- Левеншпиль О. Инженерное оформление химических процессов. Пер. с англ., под ред. М. Г. Слинько. М: Химия. 1969.
- Отчет о НИР «Изучение гидродинамических условий работы московских станций аэрации». МосводоканалНИИпроект, 1992.
- Scheer, H. Vermehrte biologische Phosphorelimination Bemessung und Modellierung in Theorie und Praxis. Veroff. des Instituts fur Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik der Univ. Hannover, Heft 88, s. 1−276. 1994.
- Баженов В.И., Кривощекова H.A. Экономический анализ систем биологической очистки сточных вод на основе показателя затраты жизненного цикла. Водоснабжение и сан. техника. № 2, с. 69. 2009.
- Баженов В.И., Крнвощекова H.A. «Экономический анализ современных систем биологической очистки сточных вод на базе показателя -затраты жизненного цикла (Life cycle cost)». Водоснабжение и канализация. № 1, 2009.
- Иваненко И.И. Режим поступления и очистка городских сточных вод от азота и фосфора. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук СПб., 1998.
- Мишуков Б.Г., Соловьева Е. А., Попов М. П. Технологии и схемы биологического удаления азота и фосфора из городских сточных вод. Вода: Технология и экология, № 1, 2007.
- Воронов Ю.В., Яковлев C.B. Водоотведение и очистка сточных вод/ Учебник для вузов: М.: Издательство ассоциации строительных вузов, 2006.
- Карюхина Т.А., Яковлев C.B. Биохимические процессы в очистке сточных вод. -М.: Стройиздат, 1980.
- Бондарев A.A. Биологическая очистка промышленных сточных вод от соединений азота, автореферат д.т.н. М.: ВНИИ ВОДГЕО, 1990.
- Ротмистров М.Н., Гвоздяк П. И., Ставская С. С. Микробиология очистки вод. Киев: Наукова думка, 1978.
- Scharma В., Ahlert R.S. Nitrification and Nitrogen Removal. Water Res. № 11, pp. 897−925, 1977.
- Шеломков A.C., Захватаева H.B. Технология одностадийного процесса нитри-денитрифкации. Водоснабжение и сан. техника. № 6. 1996.
- Справочное пособие к СНиП 2.04.03−85. Проектирование сооружений для очистки сточных вод. -М: Стройиздат. 1990.
- Шлегель Г. Общая микробиология. М.: Мир. 1972.
- Канализация населенных мест и промпредприятий, справочник проектировщика под ред. Самохина В. Н. М: Стройиздат. 1981.
- Metcalf and Eddy. Wastewater Engineering: Treatment, Disposal and Reuse. McGraw-Hill, New York, 1991.
- SCOPE, Newsletter, Special edition on «Implementation of the 1991 EU Urban Waste Water Directive and its role in reducing phosphate discharges», № 34. 1998.
- Tetreault M.J., Benedict, A.H., Kaempfer C. and Barth E.F. (1986). Biological phosphorus removal: A technological evaluation. J. Water Pollut. Control. Fed., 58(8), pp. 823−837, 1986.
- Schlegel S. Fallmittelbedarf grosser Klaranlagen bei geregelter Dosierung. КА-Abwasser-Abfall. Nr. 11. 2003.
- Yeoman, S., Stephenson, Т., Lester, J.N. and Perry, R. The removal of phosphorus during wastewater treatment. Environ. Poll., 49, pp. 183−233. 1988.
- Levin G.V. and Shapiro J. Metabolic uptake of phosphorus by waste water organisms. J. Water Pollut. Control Fed., 37, pp. 800−821. 1965.
- Murnleitner E., Kuba Т., van Loosdrecht M. С. M. and Heijnen J. J. An integrated metabolic model for the aerobic and denitrifying biological phosphorus removal. Biotechnol. Bioeng. Vol. 54, № 5, pp. 434−450. 1997.
- Smolders G.J.F., Meij J., Loosdrecht M.C.M., Heijnen J.J. Model of the anaerobic metabolism of the biological phosphorus removal processes- stoichiometry and pH influence. Biotech. Bioeng. Vol. 43, pp. 461−470. 1994.
- Залетова H.A. Очистка городских сточных вод от биогенных веществ: соединений азота и фосфора. Дис. на соискание ученой степени доктора техн. наук М., 1999.
- Janssen, P.M.J. Praktijkervaringen met biologische P-verwijdering. Symposium «Fosfaatverwijdering, 5 jaar ervaring en hoe nu verder?! NVA, Programmagroep Appeldoorn, The Netherlands. In Dutch. 1999.
- Меркель O.M. Совершенствование методов удаления фосфора из бытовых сточных вод. Автореф. дис. кандидата техн. наук Новосиб. 2003.
- Бойко Т.А. Интенсификация процессов дефосфатизации сточных вод с использованием летучих жирных кислот. Автореф. дис. кандидата техн. наук Новосиб. 2006.
- Амбросова Г. Т., Бойко Т. А., Ксенофонтова О. В. Изучение способа удаления фосфора из сточной жидкости. „СтройПРОФИль“, № 8(54), 2006.
- Kaschka Е., Weyrer S. Biological elimination of Phosphorus from domestic sewage by applying the enhanced Phostrip Process. PHOSTRIP-ABWASSER-TECHNIK GmBH. 1999.
- Wentzel, M.C., Ekama, G.A., Loewenthal, R.E., Dold, P.L. and Marais, G.v.R. Enhanced polyphosphate organism cultures in activated sludge systems. Part II: Experimental behaviour. Water SA, № 15(2), pp. 71−88. 1989.
- Hascoet, M.C. and Florentz, M. Influence of nitrates on biological phosphorus removal from wastewater. Water SA, № 11(1), pp. 1−8. 1985.
- Carucci, A., Lindrea, K., Majone, M. and Ramadori, R. Dynamics of the anaerobic utilization of organic substrates in an anaerobic/aerobic sequencing batch reactor. Wat. Sci. Tech., № 31(2), pp. 35−43. 1995.
- Reddy, M. Biological and chemical systems for nutrient removal. WEF, special publication, 1998.
- Загорский В. А., Данилович Д. А., Козлов M. Н., Мойжес О. В., Дайнеко Ф. А. Анализ промышленного применения технологий удаления фосфора из городских сточных вод. Водоснабжение и сан. техника, № 5. 2004.
- Соловьева Е. А. Совершенствование процессов по удалению азота и фосфора из сточных вод. Вестник гражданских инженеров, № 1(14). 2008.
- Мишуков Б.Г., Соловьева Е. А., Керов В. А., Зверева JI.H. Технология удаления азота и фосфора в процессах очистки сточных вод/ Приложение к журналу Вода: технология и экология. СПб: Ленинградский Водоканалпроект, 144 с. 2008.
- Phillips Н. М., Sahlstedt К. Е., Frank К. Wastewater treatment modelling in practice: a collaborative discussion of the state of the art. Water Sci. Tech., V. 59, № 4. pp. 695−704. 2009.
- Liu Y., Tay J. H. The essential role of hydrodynamic shear force in the formation of biofilm and granular sludge. Water Research. V. 36(7), pp. 1653−1665,2002.
- Данилович Д.А., Козлов M.H., Николаев Ю. А., Грачев В. А., Акментина А. В. Удаление азота и фосфора из сточной воды в реакторе периодического действия с восходящим потоком сточной воды. Сборник публикаций Экватек 2008.
- Тимонин А.С. Инженерно-экологический справочник, Т.2. Калуга: изд-во Н. Бочкаревой, с. 504−515. 2003.
- ПНД Ф 14.1:2.110—97. Методика выполнения измерений содержания взвешенных веществ и общего содержания примесей в пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом.
- ГОСТ Р 52 708−2007. Вода. Метод определения химического потребления кислорода.
- ПНД Ф 14.1:2.1−95. Методика выполнения измерений массовой концентрации ионов аммония в природных и сточных водах фотометрическим методом с реактивом Несслера (изд. 2004).
- ПНД Ф 14.1:2.3−95. Методика выполнения измерений массовой концентрации нитрит-ионов в природных и сточных водах фотометрическим методом с реактивом Грисса (изд. 2004).
- ПНД Ф 14.1:2.4−95. Методика выполнения измерений массовой концентрации нитрат-ионов в природных и сточных водах фотометрическим методом с салициловой кислотой (изд. 2004).
- ПНД Ф 14.1:2.112−97. Методика выполнения измерений массовой концентрации фосфат-ионов в пробах природных и очищенных сточных вод фотометрическим методом восстановлением аскорбиновой кислотой (изд. 2004).
- ПНД Ф СБ 14.1.77−96. Методическое руководство по гидробиологическому и бактериологическому контролю процесса биологической очистки на сооружениях с аэротенками.91.СНиП 2.04.03−85.
- Cicek, N., Franco J.P. et al. Using a membrane bioreactor to reclaim wastewater. Journal American Water Works Association. № 90(11), pp. 105 113. 1998.
- Cicek N., Macomber J. et al. Effect of solids retention time on the performance and biological characteristics of a membrane bioreactor. Water Sci. Technol., V. 43, No. 11. pp. 43−50. 2001.
- Rusten, B., Eikebrokk, B., Ulgenes, Y., and Lygren, E. „Design and operations of the Kaldnes movingbed biofilm reactors.“ J. Aquacultural Engineering, № 34(3), pp. 322−331, 2006.
- Dalentoft, E., Thulin, P. The use of the Kaldnes suspended carrier process in treatment of wastewaters from the forest industry. Wat. Sei. Tech. V.35, Nr. 2/3. pp. 123−130. 1997.
- Morper M. Linde Berichte aus Technik und Wissenschaft № 49, 43 ISSN 243 736, 1991.
- Morper M., Wildmoser A., Wat. Sei. Tech. Vol. 22, Nr. 7/8. 1990.
- Morper M., Upgrading of activated sludge system for nitrogen removal by application of LINPOR-CN process. Wat. Sei. Tech. Vol. 2. pp. 167−176. 1994.
- Maurer M., Flux C., Graff M. and Siergist H. Moving-bed biological treatment (MBBR) of municipal wastewater: denitrification. Wat. Sei. Tech. V. 43, N11, pp. 337−344. 2001.
- Plass R. Kostenoptimierung durch Lamelleneinbauten, Fortbildungskurs Wirtschaftlichkeit der Abwasserentsorgung. TUHH. 1997.
- Kolisch G. Modified lamella technologies for economic upgrading of sewage treatment plants. Water21, H. 8. S. 49 52. 2000.
- ATV: Lehr- und Handbuch der Abwassertechnik, Band III., Verlag Wilhelm Ernst und Sohn. 1990.
- Kolisch, G., Rolfs, T. Erste Erfahrungen des Wupperverbandes mit dem Einbau von Lamellen inBelebungsbecken. In: 34. Essener Tagung fur Wasser- und Abfallwirtschaft. GWA, № 184, S. 19/1−19/12. 2001.
- Kolisch G., Schirmer G. Lamella separators in the upgrading of a large urban sewage treatment plant. Water Sei Technol. № 50(7), pp. 205 212. 2004.
- Schwarzenbeck N., Borges J.M., Wilderer P.A. Treatment of dairy effluents in an aerobic granular sludge sequencing batch reactor. Applied Microbiology and Biotechnology. № 66(6), pp. 711−718. 2005.
- Kalynchuk D., Yust A. Expression of Interest Innovative Sewage Treatment And Resource Recovery Technology ZeeWeed® MBR
- Ultrafiltration Treatment Systems GE Water and Process Technologies Canada, 2007.
- Vossenkaul K. The PURON membrane system: New concepts for submerged membrane technology in wastewater treatment», Aachener Membran Kolloqium. Aachen, Germany.2005.
- Muller-Czygan G. Aktuelle Entwicklung im Bereich der dezentralen Abwasserbehandlung durch Membranentechnik. Vortrag «Neuere Entwicklungen in der Abwasserreinigung durch Membrantechnik». 2004.
- Морозова К. М. Принципы расчета систем биологической очистки сточных вод. Водоснабжение и сан. техника. № 1, с. 26. 2009.
- Harremoes P., Sinkjaer О. Kinetic interpretation of nitrogen removal in pilot scale experiments. Water Res., № 29, pp. 899−905, 1995.
- Charley R.C., Hooper D.G., McLee A.G. Nitrification kinetics in activated sludge and dissolved oxygen concentrations. Water Res. № 14, pp. 1387−1396, 1980.
- Ulrich Kubinger. Hydraulische Uberlastung: Klaranlage mit VTA-Produkt dauerhaft stabilisiert. Der Laubfrosch. Aktuelles aus der Umwelttechnik. № 38, s. 8−9. 2007.
- Ulrich Kubinger. Nach Brand: VTA-Nanofloc ist flink wie die Feuerwehr. Der Laubfrosch. Aktuelles aus der Umwelttechnik. № 45, s. 4−5. 2009.119. http://www.vta.cc/nanofloc/referenzen.php.