авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Снижение токсичности и остаточной загрязненности сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий при различных вариантах биологической очистки

-- [ Страница 2 ] --

Наиболее положительно себя зарекомендовали АУ № 13 и АУ № 14. Опираясь на экономические показатели синтеза углей, наиболее предпочтительным из анализируемых углей является уголь Д13, требующий для своего получения значительно меньше гидроксида натрия, вводимого на стадии термохимической активации, чем уголь Д14.

2. Определение эффективности использования селекционного биопродукта в процессе биологической очистки сточных вод ЦБП

Экспериментальным путем производилась коррекция биопопуляции активного ила Архангельского ЦБК (АЦБК) внесением адаптированного биопродукта.

2.1 Динамику изъятия загрязнений в присутствии биопродукта в условиях острых опытов с использованием активного ила 1-й и 2-й ступени (АИ) проводили на следующих стоках АЦБК:

  • общий сток + активный ил 1-й ступени;
  • общий сток после 1-й ступени + активный ил 2-й ступени;
  • сток с усреднителя + активный ил 1-й ступени;
  • сток с усреднителя + активный ил 2-й ступени;
  • сток III очереди + активный ил 1-й ступени;
  • сток III очереди + активный ил 2-й ступени;
  • сток после 1-й ступени+5 и 10% хозяйственно-бытового стока (ХБС)+АИ 2-й ступени.

Общий сток представляет собой среднесуточную пробу воды, отбираемую через каждые 2 часа перед 1-й и 2-й ступенями биологической очистки. Сток с усреднителя представлен разовой пробой, отбираемой при существующей технологии из лотка на поступление воды в аэротенки 1-й ступени биологической очистки. Дозировку биопродукта варьировали в количестве 20, 30, 40 мг/л, так как по ранее проводимым экспериментам убедились, что повышать дозировку свыше 40 мг/л является нецелесообразным.

Из полученных данных биотестирования на трех тест-объектах следует, что наиболее благоприятно действующей на качество воды общего стока после биологической очистки, аэрируемого с активным илом 1-й и 2-й ступени, является добавка биопродукта количеством 40 мг/л – при этой дозировке токсичности не наблюдается.. В целом даже минимальное количество вносимых штаммов биопродукта (ШТ) оказывает благоприятное действие на очистку стоков (рисунок 4).

Очистка общего стока с активным илом 1-й ступени Очистка общего стока после 1-й ступени с активным илом 2-й ступени

Рисунок 4 - Сравнение результатов биотестирования и степени очистки по ХПК (%), сточная вода без разбавления общего стока: I - сток после очистки; II - сток с 20 мг/л ШТ после очистки; III - сток с 30 мг/л ШТ после очистки; IV - сток с 40 мг/л ШТ после очистки; - токсикологический показатель по водорослям, % отклонения от контроля; - токсикологический показатель по дафниям (хрон.), % отклонения от контроля; - степень очистки стока по ХПК через 1 ч.; - степень очистки стока по ХПК через 3 ч.; степень очистки стока по ХПК через 8 ч.; - степень очистки стока по ХПК через 22 ч.

Положительное влияние селекционного биопродукта подтверждается и при изъятии загрязнений, характеризуемых показателем ХПК (до 4%).

При обработке стока активным илом 2-й ступени результаты биотестирования оказались более высокими, чем с илом 1-й ступени, так как активный ил 2-й ступени обычно работает в условиях, когда из сточных вод изъято около половины всех биологически окисляемых загрязнений.

Вносимые штаммы биопродукта оказывают благоприятное действие на очистку стоков с усреднителя. Проявление токсического характера сточных вод 1-й ступени можно объяснить их изначально сильной загрязненностью, о чем свидетельствует показатель ХПК: сток, аэрируемый с активным илом 1-й ступени более загрязнен, чем сток с илом 2-й ступени (ХПК 690 мг/л и 590 мг/л, соответственно), степень очистки данного стока по ХПК при обработке воды активным илом 2-й ступени оказалась более высокой, чем с активным илом 1-й ступени, но даже в экстремальных условиях работы аэротенков штаммы биопродукта проявляют свою эффективность (рисунок 5).

Очистка стока с усреднителей активным илом 1-й ступени Очистка стока с усреднителей активным илом 2-й ступени

Рисунок 5 - Сравнение результатов биотестирования и степени очистки по ХПК (%), сток с усреднителя без разбавления: I – сток после очистки; II – сток с 20 мг/л ШТ после очистки; III - сток с 30 мг/л ШТ после очистки; IV - сток с 40 мг/л ШТ после очистки; - токсикологический показатель по водорослям, % отклонения от контроля; - токсикологический показатель по дафниям (хрон.), % отклонения от контроля; - степень очистки стока по ХПК через 1 ч.; - степень очист- ки стока по ХПК через 3 ч.; - степень очистки стока по ХПК через 8 ч.; - степень очистки стока по ХПК через 22 ч.

Учитывая полученные данные, было принято решение оценить действие селекционного биопродукта в самых нетипичных условиях очистки сточных вод. Для этого аэрированию был подвергнут один из трех потоков, причем самый загрязненный - сток III очереди предприятия.

Полученные результаты по показателю токсичности стока III очереди проявляются с той же закономерностью, что и при определении токсичности общего стока и стока с усреднителя, то есть чем больше количественное соотношение вносимого биопродукта (до 40 мг/л), тем меньше индекс токсичности (рисунки 4, 5, 6). Ввод биопродукта улучшает очистку по показателю ХПК, особенно при концентрации 40 мг/л (на 12% с активным илом 1-й ступени и на 3% с активным илом 2-й ступени).

Очистка стока III очереди активным илом 1-й ступени Очистка стока III очереди активным илом 2-й ступени

Рисунок 6 - Сравнение результатов биотестирования и степени очистки по ХПК (%), сточная вода без разбавления стока III очереди: I - сток после очистки; II - сток с 20 мг/л ШТ после очистки; III - сток с 30 мг/л ШТ после очистки; IV - сток с 40 мг/л ШТ после очистки; - токсикологический показатель по водорослям,% отклонения от контроля; - токсикологический показатель по дафниям (хрон.), % отклонения от контроля; - степень очистки стока по ХПК через 1 ч.; - степень очистки стока по ХПК через 3 ч.; - степень очистки стока по ХПК через 8 ч.; - степень очистки стока по ХПК через 22 ч.

Таким образом, проведенное экспериментальное исследование, подтверждает, что штаммы биопродукта проявляют свою эффективность даже при работе в экстремальных условиях.

2.1.1 Токсичное или неблагоприятное воздействие на активный ил разнообразных загрязняющих веществ усиливается, если в очищаемых сточных водах недостает легкоокисляемых органических соединений. В связи с этим мы решили проверить влияние хозяйственно-бытового стока на показатели очистки сточных вод, а также исследовать влияние на этот процесс вносимого биопродукта. Было высказано предположение, что перераспределение хозяйственно-бытового стока, подача части его на 2-ю ступень биологической очистки, минуя 1-ю (усреднители), позволит улучшить очистку сточных вод в аэротенках-вытеснителях перед сбросом в водоем.

Экспериментальное исследование по перераспределению хозяйственно-бытового стока проводили на сточных водах, прошедших цикл биологической очистки в аэротенках-смесителях 1-й ступени. В сток перед аэрацией в модельных тенках вводили штаммы биопродукта и хозяйственно-бытовые сточные воды в количествеве 5 и 10 % от общего стока. Аэрацию осуществляли во всех случаях с использованием активного ила 2-й ступени.

Взятая нами добавка биопродукта количеством 40 мг/л, во всех случаях оказывает на активность ила 2-й ступени положительное влияние (рисунок 7).

а б
1

 а б 2 а б 3 -8

а б
2

а б
3

Рисунок 7 - Изменение токсичности по результатам биотестирования: 1- на водорослях Scenedesmus guadricauda (Turp.) Breb., 2 - на инфузориях Paramecium caudatum, 3 - на цериодафниях Ceriodaphnia affinis; а - сток после 1-й ст. + АИ 2 ст.+ 5% ХБС; б - сток после 1-й ст. + АИ 2-й ст. + 10% ХБС; - сток до биол. очистки; - сток после биол. очистки + ХБС ; - сток после биол. очистки;

- сток после биол. очистки + ШТ 40 мг/л; - сток после биол. очистки

+ ХБС; - сток после биол. очистки + ХБС + ШТ 40 мг/л; - предел токсичности

Добавка хозяйственно-бытовых вод (5 и 10 % от общего стока) оказывает на тест-объекты стимулирующее действие, которое особенно проявляется при дальнейшем разбавлении стока.

В воде с совмещенной добавкой биопродукта количеством 40 мг/л и хозяйственно-бытовых вод эффект стимуляции также проявляется, но он незначителен и в пределах нормы, то есть добавленные микроорганизмы уравновешивают стимулирующее воздействие хозяйственно-бытовых вод, и вместе с этим идет эффективное изъятие токсикантов активным илом. Таким образом, благодаря микроорганизмам биопродукта и введению всего хозяйственно-бытового стока или его части сразу на вторую ступень биологической очистки, минуя первую, можно повысить степень изъятия токсичных загрязнений из сточной воды в процессе аэрирования. Это подтверждается и основным показателем очистки сточных вод: улучшается изъятие загрязнений по показателю ХПК - при 5%-й добавке хозяйственно-бытового стока на 7% и на 8% при введении всего хозяйственно-бытового стока на вторую ступень биологической очистки.

2.2 Изучение влияния биопродукта и хозяйственно-бытовых вод на динамику изъятия загрязнений в условиях адаптации активного ила

Все исследования на следующем этапе проводили аэрированием в модельных тенках стока после 1-й ступени биологической очистки с активным илом 2-й ступени. Сточная вода поставлялась на кафедру 1 раз в сутки (утром) и на этой воде реализовывали 2 цикла – нечетный и четный. Продолжительность аэрации равнялась 9 часам, продолжительность регенерации активного ила – 2 часа. Общая продолжительность одного цикла составила 12 часов.

Учитывая результаты первого этапа экспериментальных исследований, варианты формирования стоков для аэрирования отличались следующим образом:

  1. Сток после 1 ступени + активный ил 2 ступени (контроль);
  2. Сток после 1 ступени + 40 мг/л биопродукта;
  3. Сток после 1 ступени + 5 % ХБС;
  4. Сток после 1 ступени + 5 % ХБС + 40 мг/л биопродукта.

Особенность проведения опытов заключалась в том, что активный ил, отделяемый по окончании каждого цикла аэрирования, использовался в следующем цикле. Биопродукт вводился в сточные воды (варианты 2 и 4) один раз на первом цикле. Качество поставляемой воды каждый раз менялось, что вызывало стрессовую реакцию микроорганизмов активного ила в нечетных циклах, именно в это время проводили анализ проб на токсичность. Таким образом, проверялись их адаптационные возможности на протяжении 10 циклов. Ввод хозяйственно-бытового стока осуществляли в начале каждого цикла.

По результатам биотестирования добавка хозяйственно-бытового стока значительно влияет на улучшение очистки воды (рисунок 8), но, как и в остром эксперименте вызывает стимуляцию роста численности тест-объектов в ее последующих разбавлениях, что, как и ингибирование, негативно сказывается на качестве стока.

Наиболее рациональна совмещенная добавка микроорганизмов и 5% хозяйственно-бытовых вод в сток, т.к не оказывает отрицательных последствий при дальнейших разбавлениях.

Положительное влияние биопродукта сказывается и на ассимиляции загрязнений, характеризуемых показателем БПК - на 2% и ХПК - на 6% (рисунок 9). Ситуация существенно меняется при вводе в сточную воду, наряду с биопродуктом, 5% хозяйственно-бытового стока – улучшение по показателю БПК до 4%, по ХПК до 9%.

а
б

Рисунок 8 – Диаграмма, иллюстрирующая изменение степени токсичности воды в различных циклах при биотестировании: а - на водорослях Scenedesmus guadricauda (без разбавления, 100%); б - на инфузориях Paramecium caudatum (разбавление в 4 раза, 25%); I - сток после 1-й ст. оч.; II - сток после 1-й ст. оч. с 5 % ХБ; III - сток после очистки а.и. 2-й ст.; IV - сток после очистки а.и. 2-й ст. и ШТ; V - сток после очистки а.и. 2-й ст. и 5 % ХБ; VI - сток после очистки а.и. 2-й ст.+ШТ+5 % ХБ; - цикл 1; - цикл 3; - цикл 5; - цикл 7; - цикл 9; - предел токсичности

 а б  Очистка сточной-11
а
 б  Очистка сточной воды по-12
б

Рисунок 9 – Очистка сточной воды по показателю а - ХПК, б - БПК после 20 ч. аэрирования (в %): - контроль; - сток + ШТ; - сток + 5% ХБ; - сток + ШТ + 5% ХБ

Таким образом, можно заключить, что микроорганизмы биопродукта стабилизируют процесс биологической очистки, а в сочетании с вводом в сточную воду, поступающую на 2-ю ступень биологической очистки, части хозяйственно-бытовых сточных вод, процесс изъятия загрязнений ещё более интенсифицируется.

3. Исследование содержащихся в сточных водах специфических загрязнений

Одной из задач исследований являлось изучение влияния вводимых микроорганизмов биопродукта на биологическое разрушение специфических загрязнений сточных вод. В качестве специфических загрязнений, оказывающих влияние на процесс биологической очистки, для исследования были выбраны: сульфатный лигнин, фенолы и метанол (рисунок 10).

В условиях острых опытов были исследованы сточные воды общего стока и стока III очереди. Под общим стоком понимали среднесуточные пробы воды, отбираемые через каждые 2 часа перед 1-й и 2-й ступенями биологической очистки и, как и сточные воды III очереди, аэрировали с активным илом 1-й ступени, затем с активным илом 2-й ступени. Сток III очереди был выбран с целью исследования возможности биологической очистки стока, как наиболее сложного по составу загрязнений.

 а б в Изменения-13
а
 б в Изменения-14
б
 в Изменения содержания в-15
в

Рисунок 10 - Изменения содержания в сточных водах специфических загрязнений (мг/л) а - сульфатного лигнина, б - метанола, в – фенолов; - общий сток до очистки; - сток III очереди до очистки; -общий сток после очистки; -общий сток после очистки+40 мг/л ШТ; - сток III очереди после очистки; - сток III очереди после очистки 40 мг/л ШТ

Полученные экспериментальные данные позволяют сделать следующие выводы: в первую очередь констатируем, что активный ил достаточно хорошо адаптирован на ассимиляцию фенолов, метанола и даже сульфатного лигнина. Степень изъятия метанола из сточных вод превышает 97%, а фенолов – 99%. Сульфатный лигнин удаляется почти на 60% из общего стока и на 87% из стока III очереди после биологической очистки. Во-вторых, полученные данные убедительно свидетельствуют о положительном влиянии введенного биопродукта на снижение содержания всех трех исследуемых нами загрязнителей сточных вод.

Полученные данные по изучению динамики изъятия загрязнений в условиях адаптации активного ила свидетельствуют о следующем: в случае изъятия из сточных вод сульфатного лигнина наблюдается тенденция к снижению в первых циклах аэрации (рисунок 11), в отношении биологического окисления фенолов можно говорить о благоприятном влиянии на процесс как биопродукта (до 48 %), так и хозяйственно-бытового стока (до 74 %).

а
 б Изменение содержания-17 б

Рисунок 11 - Изменение содержания массовой концентрации (мг/дм3) а - сульфатного лигнина, б – фенолов; : - цикл 1; - цикл 2; - цикл 3; - цикл 4




Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.