Введение 5
1 Литературный обзор 6
1.1 Анализ существующей схемы очистки на ПАО «КуйбышевАзот» 6
1.2 Анализ качества стоков на предприятии ПАО «КуйбышевАзот» 14
1.3 Анализ процесса денитрификации 20
1.4 Анализ процессов, влияющих на эффективность процесса
денитрификации 23
2 Анализ экспериментальных данных статей по сточной воде 36
2.1 Рассмотрение видового состава микроорганизмов в сточных водах ... 36
2.2 Анализ данных по иловому индексу 37
2.3 Анализ вариантов снижения нитрат-ионов 39
3. Представление эффективных технологических решений по повышению устойчивости биоценоза в процессе денитрификации на ПАО «КуйбывевАзот» 44
3.1. Обоснования аппаратной части 44
3.2 Расчет аэротенка 52
Заключение 59
Список используемых источников 60
«Стабильно работающие сооружения биологической очистки имеют все признаки экологической системы: ограниченный объем с достаточно однородными условиями существования (биотоп), сложившийся биоценоз, установившийся процесс превращения энергии. В биоценозах различных очистных сооружений всегда присутствуют бактерии и простейшие. Кроме того, в биоценоз могут входить водоросли, грибы, черви и различные членистоногие. Условия существования в узле биологической очистки должны обеспечивать возможность нормальной жизнедеятельности живых организмов, и поэтому к жидкости, поступающей на сооружения биологической очистки, предъявляются определенные требования» [25].
Цель работы: повысить устойчивость биоценоза в процессе денитрификации.
Предмет исследования: промышленные стоки с цеха №39 ПАО «КуйбышевАзот».
Задачи:
1. Проанализировать особенности технологических процессов очистки сточных вод на ПАО «КуйбышевАзот» и выявить условия формирования объема и состава производственных сточных вод.
2. Провести анализ статей по видовому составу активного ила и илового индекса.
3. Предложить технологическое решение для повышения устойчивости биоценоза активного ила.
В ходе работы, был поставлен ряд задач, эти задачи были выполнены:
1) Проанализированы существующие схемы очистки и качество стоков на предприятии ПАО «КуйбышевАзот».
2) Проанализирован процесс денитрификации и определены процессы, влияющие на эффективность работы.
3) Проведен анализ технической литературы по видовому составу и иловому индексу.
4) Предложены два варианта по повышению устойчивости биоценоза в процессе денитрификации на примере ПАО «КуйбышевАзот»:
- Введение в состав активного ила голофильных бактерий, для стабилизации биоценоза активного ила.
- Модернизация конструкции аэротенка. В работе аэротенки приняты четырехкоридорные аэротенки-вытеснители с закругленными торцами с движением иловой смеси по карусельной схеме.
Отличительной особенностью аэротенков «карусельного» типа от традиционных является продольная циркуляция иловой смеси с многократным цикличным поворотом вокруг центральной внутренней перегородки. Рассчитаны новые параметры аэротенка для оптимальной работы с новым составом активного ила на предприятии ПАО «КуйбышевАзот». Разработаны принципы размещения мешалок и аэраторов, а также организации гидродинамики в аэротенках. Скорость движения иловой смеси не менее 20см/сек обеспечивается с помощью механических мешалок. Расчетным способом доказано минимальные энергозатраты по сравнению с другими конструктивными решениями. Подобрано перемешивающее оборудование (лопастной тип мешалок). Компактные мешалки фирмы «Amaprop» имеют эффективную гидравлическую конструкцию с небольшим количеством легко обслуживаемых компонентов, что способствует их надежной и безотказной эксплуатации.
1. Calculation of biogas facilities of recycling of organic sewage sludge of breeding factories / V. Sherbakov, E. Gogina, T. Schu kina, N. Kuznetsova, N. Makisha, E. Poupyrev // International Journal of Applied Engineering Research. -
2015. - V. 10. - № 24. - P. 444347-44349.
2. Factors affecting disinfection and stabilization of sewage sludge / A.
Bethany, S. Robert, Jr. Smith, E. James, D. Suresh // Proc. of the Water
Environment Federation. - Publisher: Water Environ ment Federation. - 2006. - Session 61 through session 70. - P. 5345-5361. Available from:
https://www.researchgate.net/publication/233485851_Factors_Affecting_Disinfect ion_and_Stabilization_of_Sewage_Sludge
3. Gogina E., Gulshin I. Simultaneous denitrification and nitrification in the labscale oxidation with low C/N ratio // Procedia En gineering. - 2015. - V. 117. - P. 107-113.
4. Gogina E., Gulshin I. The singlesludge dinitrinitrification system in reconstruction of wastewater treatment plants in the Russian Federation // Applied Mechanics and Materials. - 2015. - T. 580-583. - P. 2367-2369.
5. Gogina E., Ruzhitskaya O. Onesludge dinitrinitrification system in reconstruction of biological treatment stations in Russian Federation Applied Mechanics and Materials. - 2015. - V. 726-727. - P. 1325-1331.
6. Gulshin I., Kuzina A. Adaptation of nitrifying activated sludge to simultaneous nitrification and denitrification in the labscale oxidation ditch // International Journal of Applied Engineering Research. - 2015. - V. 10. - № 21. - P. 42618-42455.
7. Gulshin I. The settling behavior of an activated sludge with simultaneous nitrification and denitrification // Matec Web of Conferences. - 2017. - № 106. - P. 07002.
8. Ivan Zhu Evoqua Water Technologies (United States), United States of America (July 5th 2017). Nitrification and Denitrification, DOI: 10.5772/65170.
9. Jan Derco, Rastislav Kuffa, Barbora Urminska, Jozef Dudas and Jana Kusnierova (December 28th 2016). Influence of Phosphorus Precipitation on Wastewater Treatment Processes, Operations Research - the Art of Making Good Decisions, Kuodi Jian, IntechOpen, DOI: 10.5772/65492.
10. Juan C. Alzate Marin, Alejandro H. Caravelli and Noemi E. Zaritzky (March 12th 2019). Performance of Anoxic-Oxic Sequencing Batch Reactor for Nitrification and Aerobic Denitrification, Biotechnology and Bioengineering, Eduardo Jacob -Lopes and Leila Queiroz Zepka, IntechOpen, DOI: 10.5772/intechopen.84775.
11. Laboratory research of zeolit use for treatment of wastewater of different origin / N. Makisha, Yu. Voronov, E. Poupyrev, V. Volshanik // International Journal of Applied Engineering Research. - 2015. - V. 10. - № 21. - P. 41919-41922.
12. Michael Aide, Indi Braden and Sven Svenson (December 21st 2016). Edge of Field Technology to Eliminate Nutrient Transport from Croplands: Specific Focus on Denitrification Bioreactors, Soil Contamination - Current Consequences and Further Solutions, Marcelo L. Larramendy and Sonia Soloneski, IntechOpen, DOI: 10.5772/64602.
13. Percolation units for wastewater treatment / N. Makisha, V. Scherbakov, A. Smirnov, E. Sherbina // International Journal of Applied Engineering Research. - 2015. - V. 10. - № 24. -P. 444347-44349.
14. Ruzhitskaya O., Yantsen O. Wastewater treatment to remove phosphates and organic pollutions // International Journal of Ap plied Engineering Research. -
2016. - Т. 11. - № 5. - P. 3496-3498.
15. Shweta Nandanwar, Yogesh Yele, Anil Dixit, Dennis Goss-Souza, Ritesh Singh, Arti Shanware and Lalit Kharbikar (April 8th 2020). Effects of Pesticides, Temperature, Light, and Chemical Constituents of Soil on Nitrogen Fixation, Nitrogen Fixation, Everlon Cid Rigobelo and Ademar Pereira Serra, IntechOpen, DOI: 10.5772/intechopen.86128.
16. Yoshitaka Uchida and Isabell von Rein (November 5th 2018). Mitigation of Nitrous Oxide Emissions during Nitrification and Denitrification Processes in Agricultural Soils Using Enhanced Efficiency Fertilizers, Soil Contamination and Alternatives for Sustainable Development, Dinora Vazquez-Luna and Maria del Carmen Cuevas-Diaz, IntechOpen, DOI: 10.5772/intechopen.81548.
17. Zaletova N., Voronov Yu., Makisha N. Conditions of advanced re moval of phosphorus at wastewater treatment plants // International Journal of Applied Engineering Research. - 2015. - V. 10. - № 21. - P. 42544-42555.
18. Авдеенков П.П. , Чистяков Н.Е. Механизм денитрификации. г. Самара. 2019 - 4 с.
19. Алексеев Е.В. Физико-химическая очистка сточных вод. - М.: Изд-
во АСВ, 2007. - 248 с. [Электронный ресурс]:
https://search.rsl.ru/ru/record/01003383813(дата обращения: 30.02.2020)
20. Большаков Н.Ю. Очистка от биогенных элементов на городских
очистных сооружениях. - М.: Изд-во СПб Политехнического университета, 2010. - 112 с. [Электронный ресурс]:
https://search.rsl.ru/ru/record/01004878082(дата обращения: 30.02.2020)
21. Брикова О. И., Душин С. Е. Анализ влияния внешних факторов на процессы биологической очистки в моделях нитрификации и денитрификации. 2018 - 10 с.
22. Бурнашова Е.Н., Семенов С.Ю., Мартынов М.С. Микробиологические методы очистки сточных вод от соединений азота. Достижения науки и техники АПК. г. Томск. 2015 - 4 с.
23. Волков С.А., Макиша Е.В. Формирование списков правил для
верификации информационных моделей строительных объектов. Ч. 1 //
Инженерный вестник Дона. - 2018. - № 4. URL:
ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2018/5347 (дата обращения 01.11.2018).
24. Воропаева Н.Ю., Шлёкова И.Ю. Интенсификация процесса денитрификации при биологической очистке сточных вод // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2018. -№2 (13) апрель - июнь.- 5 с.
25. Гавриленко А. В., Степачёва А. А., Молчанов В. П., Сульман М. Г. Комплексная очистка сточных вод от нитратов. Бюллетень науки и практики. г. Тверь. 2016 - 5 с.
26. Гогина Е.С., Гульшин И.А. Моделирование энергоэффективного процесса биологической очистки сточных вод в циркуляционном окислительном канале // Водоснабжение и санитарная техника. - 2016. - № 9.- С. 42-48.
27. Гогина Е.С., Гульшин И.А. Удаление азота в модели циркуляционного окислительного канала при пониженном содержании органики в сточных водах // Водоснабжение и санитарная техника. - 2017. - № 12. - С. 26-33.
28. Грудяева Е.К. Синтез системы управления технологическим процессом удаления соединений азота из сточных вод. Информационно- управляющие системы. г. Санкт-Петербург. 2015 - 10 с.
29. Гульшин И.А. Характеристика активного ила, осуществляющего процесс очистки хозяйственно-бытовых сточных вод от соединений азота в аэрационных сооружениях циркуляционного типа при низких концентрациях растворенного кислорода. Инженерный вестник Дона. 2019 - 17 с.
30. Джумагулова Н.Т., Гаврилов И. Е., Нгуен Д. Д. Изучение видового состава микроорганизмов, осуществляющих очистку сточных вод. г. Томск. 2019 - 9 с.
31. Евсеева Т.И., Мелехова О.П., Саранульцева Е.И. Биологический контроль окружающей среды. Биоиндикация и биотестирование. 2е изд., доп.
- М.: Академия, 2008. - 288 с. [Электронный ресурс]:
https://myzooplanet.ru/monitoring-ekologicheskiy/biologicheskiy-kontrol- okrujayuschey-sredyi.html(дата обращения: 30.02.2020)
32. Жмур Н.С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. - М.: АКВАРОС, 2003. - 507 с.
[Электронный ресурс]: https://bookree.org/reader?file=1358237(дата
обращения: 30.02.2020)
33. Интенсификация процессов удаления соединений азота из сточных вод на биофильтрах / Е.С. Гогина, О.В. Янцен, О.А. Ружицкая, В. Дабровски, Р. Жилка, Д. Боружко // Вода и экология. - 2016. - № 3. - С. 35-46.
34. Козлов М.Н., Дорофеев А.Г., Асеева В.Г. Микробиологический контроль активного ила биореакторов очистки сточных вод от биогенных элементов. - М.: Изд-во «Наука», 2012. - 80 с. [Электронный ресурс]: https://search.rsl.ru/ru/record/01006525815(дата обращения: 30.02.2020)
35. Кольчурина Н.А., Солнцев В.В., Шувалов В.И., Фарберова Е.А. Денитрификация сточной воды. г. Пермь. 2015 - 9 с.
36. Кузнецов Н.Б. Прикладная экобиотехнология. 3е изд., доп. - М.: БИНОМ, 2015. - 629 с. 10. Gogina E.S., Yantsen O.V. Research of biofilter feed properties // International Journal of Applied Engineering Research. - 2015. - T.
37. Рекомендации по проведению гидробиологического контроля на сооружениях биологической очистки с аэротенками. - М.: Пермь, 2004. - 52 с.
38. Справочник Экология. [Сайт] URL: term/13067/ (дата обращения 23.03.2016 г.)
39. Рыбка К. Ю., Щеголькова Н. М. Механизмы очистки сточных вод от биогенных элементов (азота и фосфора) в фито-очистных системах. Экосистемы: экология и динамика. г. Москва. 2018 - 28 с.
40. Сигалов Ю. М., Дорожкин А. В., Дорожкина Е. Е., Жаббаров И. Р. Механизм оценки эффективности аутсорсинга [Текст] // Журнал Власть и экономика: Управленческое консультирование, 2017 - № 8 - С. 36-42.
41. Соловьева Е. А. Технология очистки сточных вод и обработки осадков при глубоком удалении азота и фосфора из сточных вод. Известия Петербургского университета путей сообщения. 2016 - 7 с.
42. Штонда Ю.И., Громова А. О., Дроздова А. С. Исследования процессов биологической очистки сточных вод на существующих локальных
канализационных очистных сооружениях. Строительство и техногенная безопасность. г. Симферополь. 2019 - 5 с.
43. Макрушин А. В. Биологический анализ качества вод. Л., 1974. 60 с.
44. Загорская Е.П. Биоценоз активного ила в процессах нитри- денитрификации как индикатор качества очистки сточных вод. 2019
45. Токовой, О. К. Экология для инженеров, Учебное пособие. Челябинск, изд. ЮУрГУ, 2015 - 230 с.
46. Барабаш Н. В. Биохимические методы очистки сточных вод, Учебное пособие, Ставрополь, СКФУ, 2015 - 98 с
47. Харькина О.В. Эффективная эксплуатация и расчет сооружений биологической очистки сточных вод / Волгоград: изд-во «Панорама», 2015. - 433 с.