📄Работа №197792
Тема: Удаление биогенных веществ из сточных вод г. Челябинска
Характеристики работы
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Архитектура
Объем:
63 листов
Год:
2018
Просмотров:
70
4600
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Реферат
ВВЕДЕНИЕ 7
1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ УДАЛЕНИЯ БИОГЕННЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ
СТОЧНЫХ ВОД 9
1.1 Удаление соединений азота 10
1.1.1 Процесс нитрификации 10
1.1.2 Процесс денитрификации 12
1.2 Удаление соединений фосфора 15
1.2.1 Биологическое удаление фосфора 15
1.2.2 Химическое удаление фосфора 16
1.3 Технологические схемы удаления биогенных веществ 16
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 26
2. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА ОЧИСТНЫХ
СООРУЖЕНИЯХ Г. ЧЕЛЯБИНСКА 27
2.1 Историческая справка 27
2.2 Состав и технологическая схема очистных сооружений
канализации 27
2.3 Категория водного объекта 31
2.4 Динамика изменений объемов и концентраций загрязнений
поступающих стоков в течение года 32
2.5 Динамика изменений концентраций загрязнений очищенных стоков в
течение года 35
2.6 Интегральная оценка качества очищенной воды 38
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2 40
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ НА ОСК Г. ЧЕЛЯБИНСК 41
3.1 Возможные схемы очистки 41
3.1.1 Очистка с биологическим удалением азота и фосфора,
улучшенная с помощью ацидофикации 42
3.1.2 Очистка с биологическим удалением азота и биологохимическим удалением фосфора 42
3.2 Определение оптимальной схемы очистки 43
3.2.1 Анализ методик расчета сооружений с биологическим
удалением азота и фосфора 44
3.1.2 Поверочный расчет аэротенка с нитрификацией-
денитрификацией 45
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3 53
4 ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 54
4.1 Расчет экономического ущерба от загрязнения природных
водоемов 54
4.2 Экономические показатели внедрения новой технологии 56
4.3 Экономический анализ эколого-экономической эффективности
использования новой технологии 57
4.3.2 Абсолютная эколого-экономическая эффективность 58
4.3.3 Относительная эколого-экономическая эффективность.. ..59
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 63
ВВЕДЕНИЕ 7
1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ УДАЛЕНИЯ БИОГЕННЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ
СТОЧНЫХ ВОД 9
1.1 Удаление соединений азота 10
1.1.1 Процесс нитрификации 10
1.1.2 Процесс денитрификации 12
1.2 Удаление соединений фосфора 15
1.2.1 Биологическое удаление фосфора 15
1.2.2 Химическое удаление фосфора 16
1.3 Технологические схемы удаления биогенных веществ 16
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 26
2. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА ОЧИСТНЫХ
СООРУЖЕНИЯХ Г. ЧЕЛЯБИНСКА 27
2.1 Историческая справка 27
2.2 Состав и технологическая схема очистных сооружений
канализации 27
2.3 Категория водного объекта 31
2.4 Динамика изменений объемов и концентраций загрязнений
поступающих стоков в течение года 32
2.5 Динамика изменений концентраций загрязнений очищенных стоков в
течение года 35
2.6 Интегральная оценка качества очищенной воды 38
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2 40
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ НА ОСК Г. ЧЕЛЯБИНСК 41
3.1 Возможные схемы очистки 41
3.1.1 Очистка с биологическим удалением азота и фосфора,
улучшенная с помощью ацидофикации 42
3.1.2 Очистка с биологическим удалением азота и биологохимическим удалением фосфора 42
3.2 Определение оптимальной схемы очистки 43
3.2.1 Анализ методик расчета сооружений с биологическим
удалением азота и фосфора 44
3.1.2 Поверочный расчет аэротенка с нитрификацией-
денитрификацией 45
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3 53
4 ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 54
4.1 Расчет экономического ущерба от загрязнения природных
водоемов 54
4.2 Экономические показатели внедрения новой технологии 56
4.3 Экономический анализ эколого-экономической эффективности
использования новой технологии 57
4.3.2 Абсолютная эколого-экономическая эффективность 58
4.3.3 Относительная эколого-экономическая эффективность.. ..59
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 63
📖 Аннотация
В данной работе представлено исследование, направленное на разработку технологических решений для интенсификации удаления биогенных веществ (азота и фосфора) из городских сточных вод на примере очистных сооружений г. Челябинска. Актуальность исследования обусловлена необходимостью предотвращения эвтрофикации водоемов-приемников, требующей модернизации устаревших очистных систем, которые не обеспечивают нормативы сброса, особенно для рыбохозяйственных водных объектов. Основные результаты заключаются в критическом анализе действующей технологической схемы, подтверждении возможности протекания процессов нитрификации и денитрификации в местных условиях и в техническом предложении по реконструкции аэротенков по схеме UCT (University of Cape Town) с созданием четко выраженных зон для биологического удаления азота и фосфора. Научная значимость работы состоит в систематизации современных методов удаления биогенов и адаптации передовой технологии к конкретным условиям, а практическая – в предоставлении расчетного обоснования для модернизации очистных сооружений Челябинска с целью достижения нормативов ПДК. Теоретической основой послужили труды С.В. Яковлева и Ю.В. Воронова по водоотведению, исследования Е.С. Гогиной по удалению биогенных элементов, работа A. Guisasola et al. по кинетике нитрификации, а также нормативная база, регламентирующая качество воды рыбохозяйственных водоемов.
📖 Введение
В системе защиты окружающей среды от загрязнения очистка сточных вод является одним из основополагающих компонентов. В настоящее время в данной области наметились новые тенденции и подходы, образующие понятие «техника и технологии XXI века», направленные на решение проблем, существование которых ранее не принималось во внимание. В соответствии с современными воззрениями, основной причиной ухудшения качества вод, забираемых для питьевых нужд, является эвтрофикация поверхностных источников.
Ведущим фактором, определяющим интенсивность эвтрофикации, является поступление в водоемы со сточными водами значительного количества биогенных веществ - азота и фосфора. И если ранее основной задачей очистки считалось изъятие и окисление массы органических веществ, то сейчас основным видом загрязнений, подлежащих удалению, становятся именно биогенные вещества.
С этой точки зрения особую актуальность и значимость приобретает реконструкция очистных сооружений с внедрением наилучших технологий по удалению биогенных веществ, ведь подавляющее большинство таких сооружений в нашей стране спроектированы и построены 30-40 лет назад и не способны обеспечить современное качество очистки.
Настоящая работа направлена на комплексную оценку, развитие и совершенствование технологии удаления азота и фосфора из сточных вод.
Актуальность работы состоит в том, что только технологии биологической очистки городских сточных вод, специально предназначенные для удаления биогенных элементов, способны предотвратить эвтрофикацию водных объектов.
Исследования российских специалистов в последнее время позволили сделать значительный шаг вперед в этом направлении, однако отсутствие общепринятых методик расчета сооружений требует проведения дальнейших исследований с целью создания технологий, оптимальных для российских условий.
Цель проводимого исследования - выбор оптимальной для условий средней полосы РФ схемы биологической очистки, рассчитанной на удаление биогенных элементов.
Для достижения этой цели в работе необходимо было решить следующие задачи:
- Выявление факторов, определяющих скорость и эффективность процессов нитрификации, денитрификации и дефосфатирования, а также количественная оценка их влияния на данные процессы;
- Теоретическое изучение вопросов применения технологий биологической очистки городских сточных вод. Анализ наиболее современных и совершенных технологических схем очистки сточных вод, выявление их достоинств и недостатков;
- Проведение анализа работы существующих очистных сооружений канализации на примере г. Челябинска и определение возможности улучшения работы участка биологического очистки.
- Разработка и исследование схемы биологической очистки, имеющей преимущества по эффективности очистки по сравнению с существующей схемой.
- Проведение технико-экономического сравнения технологий биологической очистки.
- Разработка предложений по реконструкции очистных сооружений канализации г. Челябинска.
Основой практической значимости работы является подготовка ряда рекомендаций по проектированию и эксплуатации очистных сооружений канализации города Челябинска с применением новых технологий.
Ведущим фактором, определяющим интенсивность эвтрофикации, является поступление в водоемы со сточными водами значительного количества биогенных веществ - азота и фосфора. И если ранее основной задачей очистки считалось изъятие и окисление массы органических веществ, то сейчас основным видом загрязнений, подлежащих удалению, становятся именно биогенные вещества.
С этой точки зрения особую актуальность и значимость приобретает реконструкция очистных сооружений с внедрением наилучших технологий по удалению биогенных веществ, ведь подавляющее большинство таких сооружений в нашей стране спроектированы и построены 30-40 лет назад и не способны обеспечить современное качество очистки.
Настоящая работа направлена на комплексную оценку, развитие и совершенствование технологии удаления азота и фосфора из сточных вод.
Актуальность работы состоит в том, что только технологии биологической очистки городских сточных вод, специально предназначенные для удаления биогенных элементов, способны предотвратить эвтрофикацию водных объектов.
Исследования российских специалистов в последнее время позволили сделать значительный шаг вперед в этом направлении, однако отсутствие общепринятых методик расчета сооружений требует проведения дальнейших исследований с целью создания технологий, оптимальных для российских условий.
Цель проводимого исследования - выбор оптимальной для условий средней полосы РФ схемы биологической очистки, рассчитанной на удаление биогенных элементов.
Для достижения этой цели в работе необходимо было решить следующие задачи:
- Выявление факторов, определяющих скорость и эффективность процессов нитрификации, денитрификации и дефосфатирования, а также количественная оценка их влияния на данные процессы;
- Теоретическое изучение вопросов применения технологий биологической очистки городских сточных вод. Анализ наиболее современных и совершенных технологических схем очистки сточных вод, выявление их достоинств и недостатков;
- Проведение анализа работы существующих очистных сооружений канализации на примере г. Челябинска и определение возможности улучшения работы участка биологического очистки.
- Разработка и исследование схемы биологической очистки, имеющей преимущества по эффективности очистки по сравнению с существующей схемой.
- Проведение технико-экономического сравнения технологий биологической очистки.
- Разработка предложений по реконструкции очистных сооружений канализации г. Челябинска.
Основой практической значимости работы является подготовка ряда рекомендаций по проектированию и эксплуатации очистных сооружений канализации города Челябинска с применением новых технологий.
✅ Заключение
В работе научно обоснованы, обобщены и показаны пути улучшения качества очистки сточных вод и биологического удаления соединений азота и фосфора.
В соответствии с целью настоящей работы рассмотрены и решены следующие задачи:
1) изучена литература по очистке бытовых сточных вод от соединений азота и фосфора;
2) изучена литература по устройству и работе очистных сооружений канализации г. Челябинска;
3) в существующих условиях подтверждена возможность проведения нитрификации и денитрификации;
4) предложено заменить существующую классическую схему полной биологической очистки на технологию с биологическим удалением азота и фосфора;
5) проведен расчёт аэротенков с зонами нитрификации и денитрификации.
В результате анализа существующей схемы очистки, качества и количества сточных вод, поступающих на ОСК, можно сделать вывод о том, что применяемые технические решения на канализационных очистных сооружениях г. Челябинска являются не эффективными и не обеспечивают удаления соединений азота и фосфора до нормативно допустимых концентраций для сброса в водоём.
Для интенсификации процессов очистки от соединений азота и фосфора предложено выделить в аэротенке зоны нитрификации и денитрификации в соответствии со схемой UCT, разработанной Кейптаунским университетом, для достижения показателей качества очищенных сточных вод до уровня ПДК рыбохозяйственных водоёмов.
На основании выполненного литературного обзора и анализа известных методов и технологических схем, показаны преимущества схемы UCT. Рассчитано и показано распределение зон денитрификации и нитрификации в существующих сооружениях. Обоснован выбор наиболее рационального конструктивного оформления процесса нитри-денитрификации городских сточных вод.
На данном этапе работы очистных сооружений, учитывая возможность недостатка финансирования, целесообразно внедрить технологию с
биологическим удалением азота и фосфора, а в дальнейшем в дополнение к биологической дефосфотации использовать реагенты и перейти на технологию с биологическим удалением азота и биолого-химическим удалением фосфора.
Предлагаемая технология процесса глубокой очистки городских сточных вод обеспечивает достижение ПДК в очищенной воде по всем формам соединений азота (N-NH4 = 0,5 мг/л, N-NO2 = 0,08 мг/л, N-NO3 = 40,0мг/л) и фосфора (0,2 мг/л).
Внедрение новых технологий позволит снизить ущерб от годичного сброса сточных вод, а также достичь оптимального значения эколого-экономической эффективности биологической очистки.
В соответствии с целью настоящей работы рассмотрены и решены следующие задачи:
1) изучена литература по очистке бытовых сточных вод от соединений азота и фосфора;
2) изучена литература по устройству и работе очистных сооружений канализации г. Челябинска;
3) в существующих условиях подтверждена возможность проведения нитрификации и денитрификации;
4) предложено заменить существующую классическую схему полной биологической очистки на технологию с биологическим удалением азота и фосфора;
5) проведен расчёт аэротенков с зонами нитрификации и денитрификации.
В результате анализа существующей схемы очистки, качества и количества сточных вод, поступающих на ОСК, можно сделать вывод о том, что применяемые технические решения на канализационных очистных сооружениях г. Челябинска являются не эффективными и не обеспечивают удаления соединений азота и фосфора до нормативно допустимых концентраций для сброса в водоём.
Для интенсификации процессов очистки от соединений азота и фосфора предложено выделить в аэротенке зоны нитрификации и денитрификации в соответствии со схемой UCT, разработанной Кейптаунским университетом, для достижения показателей качества очищенных сточных вод до уровня ПДК рыбохозяйственных водоёмов.
На основании выполненного литературного обзора и анализа известных методов и технологических схем, показаны преимущества схемы UCT. Рассчитано и показано распределение зон денитрификации и нитрификации в существующих сооружениях. Обоснован выбор наиболее рационального конструктивного оформления процесса нитри-денитрификации городских сточных вод.
На данном этапе работы очистных сооружений, учитывая возможность недостатка финансирования, целесообразно внедрить технологию с
биологическим удалением азота и фосфора, а в дальнейшем в дополнение к биологической дефосфотации использовать реагенты и перейти на технологию с биологическим удалением азота и биолого-химическим удалением фосфора.
Предлагаемая технология процесса глубокой очистки городских сточных вод обеспечивает достижение ПДК в очищенной воде по всем формам соединений азота (N-NH4 = 0,5 мг/л, N-NO2 = 0,08 мг/л, N-NO3 = 40,0мг/л) и фосфора (0,2 мг/л).
Внедрение новых технологий позволит снизить ущерб от годичного сброса сточных вод, а также достичь оптимального значения эколого-экономической эффективности биологической очистки.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.