Введение 4
Глава 1 Анализ существующих методов биологической очистки 7
сточных вод на городских очистных сооружениях
1.1 Теоретический анализ применения биологического метода 7 для очистки городских сточных вод
1.1.1 Аэротенк 15
1.1.2 Вторичный отстойник 16
1.1.3 Регенератор 17
1.1.4 Особенности состава сточных вод 19
1.2 Требования к качеству очистки 20
1.3 Особенности биологической очистки стоков городских 24 сточных вод на примере очистных сооружений г.о. Жигулевск
1.3.1 Гидробиологический состав биомассы активного ила 26
1.3.2 Свойства биоценоза 31
1.3.3 Процесс окисления загрязнений активным илом 33
1.3.4 Факторы, определяющие удовлетворительную работу 38 аэротенков
Выводы по 1 главе 43
Глава 2 Составление и анализ математической модели биологической 44 очистки сточных вод
2.1 Математическое описание гидродинамики потоков в 48 сооружениях биологической очистки
2.1.1 Решение математической модели 51
2.2 Математическое описание кинетики удаления загрязнений и 57 роста биомассы
2.3 Практическое использование математической модели при 70 очистке сточных вод
Выводы по 2 главе
77
Заключение
79
Список используемых источников
80
Производственные мощности промышленных предприятий увеличиваются с каждым днем, городское население растет, укрупняются источники загрязнения компонентов природной среды, в том числе гидросферы, расширяется перечень загрязняющих веществ, поступающих в неё ежечасно. Защита окружающей природной среды сточными водами представляет острую научно-техническую проблему современного мира.
Многократный мониторинг процессов самоочищения некоторых водных объектов индустриальных районов показывает, что оно может удалить таким путем только треть всех поступающих загрязнений.
Основной задачей в рамках решения этой проблемы является обеспечение показателей очистки, заданным природоохранным законодательством. В связи с этим возникает необходимость постоянного совершенствования систем очистки. Пока допустимый уровень очистки не будет достигнут, выбранная тема будет актуальна.
Актуальность темы исследования:
1. Сброс сточных вод городских очистных сооружений г.о. Жигулевск осуществляется в Саратовское водохранилище, вода которого определяется как «загрязненная».
2. Действующие очистные сооружения не обеспечивают должный уровень качества очистки, стоки на выходе не удовлетворяют заданным законодательством требованиям.
3. Нагрузка на очистные сооружения неуклонно возрастает, также система очистки подвержена воздействию залповых сбросов предприятий- абонентов, которые могут вывести её из равновесия.
Проблема исследования:
Недостаточный уровень качества очистки сточных вод на городских очистных сооружениях, увеличение антропогенного влияния на Саратовское водохранилище.
Объект исследования:
Процесс очистки сточных вод на городских очистных сооружениях ООО «СамРЭК-Эксплуатация».
Предмет исследования:
Этап биологической очистки на городских очистных сооружениях ООО «СамРЭК-Эксплуатация».
Цель исследования:
Снижение антропогенного влияния на Саратовское водохранилище за счет повышения эффективности очистки стоков, обеспеченной совершенствованием блока биологических очистных сооружений г.о. Жигулевск.
Задачи исследования:
1. Провести анализ особенностей биологической очистки и проблемы снижения качества очистки сточных вод на данном этапе.
2. Предложить систему регулирования качества очистки стоков для биологического этапа при использовании методов моделирования.
Научная новизна исследования
Состоит в использовании методов математического моделирования для регулирования качества стоков биологического этапа и их очистки.
Теоретическая значимость исследования
Состоит в представлении детализированного анализа процесса биологической очистки сточных вод на городских очистных сооружениях, определении особенностей очистки на основе современного опыта и ведущих научных школ, выявлении факторов, способных обеспечить
удовлетворительную жизнеспособность активного ила. Представление математического подхода использования методов математического моделирования для биологической очистки стоков.
Практическая значимость исследования:
Представлено техническое решение, обеспечивающее контроль параметров поступающих на очистку стоков и своевременное устранение повышенных концентраций загрязняющих веществ, что способствует увеличению стабильности исследуемой системы.
Защищаемые положения:
Система регулирования качества очистки стоков для биологического этапа при использовании методов моделирования
Структура магистерской диссертации:
Обусловлена логикой и последовательностью изложения результатов решения задач исследования. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованных источников, включающего 65 наименований. Объем работы составляет 86 страниц машинописного текста, содержит 31 рисунок, 9 таблиц.
В магистерской диссертации были поставлены задачи и по результатам работы получены следующие результаты:
1. Анализ особенностей процесса биологической очистки стоков на городских очистных сооружениях выявил параметры системы, поддержание которых обеспечивает стабильно высокие показатели очистки стоков на выходе.
2. При помощи методов математического моделирования процесса биологической очистки определены оптимальные параметры системы и допустимые концентрации загрязняющих веществ во входном потоке.
3. Исходя из найденных допустимых значений, рассчитан объем усреднителя, установка которого позволит принимать залповые сбросы без риска для системы. Для своевременного оповещения о поступающих стоках, содержащих вещества с концентрацией, превышающей допустимую, предложена установка системы датчиков состава и параметров сточной жидкости.
4. Предложена система регулирования качества очистки стоков для биологического этапа при использовании методов математического моделирования. Дополнительное оснащение системы резервуаром для разбавления стоков - усреднителем, который выступает в качестве подготовительного этапа перед поступлением на биологическую очистку. Приборы контроля состава стоков могут выявлять отклонения концентраций загрязняющих веществ в стоках от допустимых, безопасных для успешного функционирования системы, не допуская критических значений.
