DOI 10.35776/VST.2022.10.05
УДК 628.35
Степанов С. В., Авдеенков П. П., Пономаренко О. С., Морозова К. М.
Определение кинетических констант и коэффициентов процессов биологической очистки сточных вод предприятий глубокой переработки яиц
Аннотация
Представлены результаты исследований, проведенных в контактных условиях на активном иле лабораторного реактора периодического действия со сточными водами предприятия по глубокой переработке куриных яиц. В ходе кинетических опытов, основанных на измерении скорости потребления растворенного кислорода, для сточной воды после предварительного коагулирования были установлены следующие усредненные значения кинетических констант процессов биологической очистки: максимальная скорость потребления кислорода при концентрации ила ai → 0 ρ`max = 44,8 мг/(г·ч) в пересчете на температуру 20°С, константа Михаэлиса Km = 77,5 мг/л, коэффициент ингибирования продуктами метаболизма φ = 0,265, температурная константа χ = 0,08°С–1, оптимальное значение рН 7,8 и рН-константа 80. В опытах с исходными сточными водами были установлены следующие усредненные значения констант: максимальная скорость потребления кислорода при 20°С и ai → 0 ρ`max = 26,5 мг/(г·ч), константа Михаэлиса Km = 50,6 мг/л, коэффициент ингибирования продуктами метаболизма φ=0,065, температурная константа χ = 0,1°С–1, рНопт 7,8 и KрН = 170. Полученные значения кинетических констант и коэффициентов могут быть использованы при расчете сооружений биологической очистки сточных вод яйцеперерабатывающего предприятия.
Ключевые слова
сточные воды , биологическая очистка , кинетические константы , пищевая промышленность , яйцеперерабатывающее предприятие , реактор периодического действия
|
УДК 628.35
DOI 10.35776/VST.2023.05.05
Степанов С. В., Авдеенков П. П., Пономаренко О. С., Морозова К. М.
Оптимизация и технико-экономическая оценка технологических схем очистки сточных вод предприятия глубокой переработки куриных яиц
Аннотация
Приведены результаты поиска оптимальной технологической схемы очистки сточных вод предприятия глубокой переработки куриных яиц. Оптимизация выполнена по стоимости жизненного цикла (СЖЦ) за период эксплуатации 25 лет для условий нового строительства очистных сооружений производительностью 600 м3/сут. Рассмотренные варианты включают механическую, одно- и двухступенчатую аэробную биологическую очистку в мембранном биореакторе с нитри-денитрификацией, с предварительной реагентной напорной флотацией с разными дозами коагулянта и без нее. Технологические расчеты выполнены на основании экспериментально определенных технологических и кинетических параметров. Доказана экономическая целесообразность предварительной физико-химической очистки, причем самой экономичной оказалась обработка коагулянтом марки «Аква-Аурат™-14» с дозой 125 мг/л по Al2O3, соответствующей наибольшей эффективности физико-химической очистки. Включение в состав технологической схемы реагентной флотации позволило сократить СЖЦ на 7,7%. Показано, что при наличии физико-химической очистки деление биологической очистки на две ступени практически не дало экономического эффекта по СЖЦ. Наиболее рациональным, с учетом наименьших энергозатрат и размеров сооружений, оказался вариант с предварительной физико-химической очисткой и одноступенчатыми аэротенками. Стоимость очистки сточной воды в этом случае составила 99,66 руб/м3, или 18,62 руб/кг БПКполн. По всем рассматриваемым вариантам в структуре СЖЦ наибольшую величину имели капитальные затраты – 22,2–27,9%, фонд оплаты труда – 17,3–19,2%, замена оборудования – 17,4–19%.
Ключевые слова
сточные воды , биологическая очистка , оптимизация , стоимость жизненного цикла , физико-химическая очистка , яйцеперерабатывающее предприятие , технико-экономическая оценка , стоимость очистки
|
DOI 10.35776/VST.2022.09.05
УДК 628.35
Степанов С. В., Авдеенков П. П., Пономаренко О. С., Морозова К. М.
Результаты исследований биологической очистки сточных вод предприятия переработки яиц
Аннотация
Изучена биологическая очистка сточных вод предприятия глубокой переработки куриных яиц в реакторе периодического действия (SBR). На экспериментальной установке объемом 5 л в течение четырех месяцев исследовалась очистка как исходных, так и предварительно коагулированных сточных вод в аэробных и аноксидно-аэробных условиях. В ходе эксперимента по очистке исходных сточных вод при средней нагрузке на ил по ХПК 0,18 г/(г·сут) были получены средние концентрации загрязнений в очищенной воде, мг/л: ХПК – 253, БПКполн – 58,4, взвешенные вещества – 11, азот аммонийный – 2,1, азот нитритов – 0,06. Средние значения удельной скорости окисления органических веществ по ХПК, приведенные к 20 °С, составили 9,8 мг/(г·ч), по БПКполн – 7,2 мг/(г·ч). При работе SBR на сточных водах, прошедших физико-химическую обработку, со средней нагрузкой на ил по ХПК 0,15 г/(г·сут) очищенная вода характеризовалась следующими средними показателями, мг/л: ХПК – 99, БПКполн – 15,4, взвешенные вещества – 10, N–NH4 – 1, N–NO2 – 0,04. Средние значения удельной скорости окисления органических веществ по ХПК при 20°С оказались 8,3 мг/(г·ч) и по БПКполн 5,7 мг/(г·ч). Концентрации азота нитратов в очищенной воде при двух аноксидных фазах в цикле SBR в среднем составили: при очистке исходных сточных вод – 21,7 мг/л, предварительно коагулированных – 15 мг/л.
Ключевые слова
сточные воды , биологическая очистка , пищевая промышленность , яйцеперерабатывающее предприятие , реактор периодического действия
|
DOI 10.35776/VST.2022.12.04
УДК 628.35
Степанов С. В., Авдеенков П. П., Пономаренко О. С., Морозова К. М.
Результаты исследований биологической очистки сточных вод предприятия переработки яиц в пилотном мембранном биореакторе
Аннотация
Приведены результаты исследований по биологической очистке сточных вод предприятия глубокой переработки куриных яиц в пилотном мембранном биореакторе (МБР) с предварительной денитрификацией. Показано, что диктующим показателем загрязнения, на которое необходимо вести расчет очистных сооружений, является БПКполн. При нагрузках на беззольное вещество активного ила по БПКполн от 0,06 до 0,125 г/(г·сут) для исходной сточной воды и от 0,04 до 0,12 г/(г·сут) для сточной воды после предварительной коагуляции и отстаивания значение БПКполн пермеата составляло 8–12 мг/л, концентрации аммония и нитритов соответствовали ПДК для водных объектов рыбохозяйственного значения. Минимальная рециркуляция, обеспечивающая концентрацию азота нитратов в очищенной воде на уровне ПДК, оказалась восьмикратной для исходных сточных вод и шестикратной для предварительно коагулированных. Инертная часть ХПК составила около 90 мг/л. На основании проведенных исследований были определены кинетические константы окисления органических веществ, необходимые для расчета промышленных сооружений биологической очистки: ρ´max по БПКполн – 29,9 и 30,4 мг/(г·ч), Km по БПКполн – 34,7 и 25,2 мг/л для исходных сточных вод и сточных вод после предварительной физико-химической очистки соответственно. Суммарные объемы биореакторов производительностью 600 м3/сут, работающих с дозой активного ила 8 г/л по технологии МБР с предварительной денитрификацией, при очистке до БПКполн 12 мг/л и удалении соединений азота до ПДК для водных объектов рыбохозяйственного значения составили 3716 и 1643 м3 для исходных сточных вод и сточных вод после предварительной физико-химической очистки соответственно.
Ключевые слова
сточные воды , биологическая очистка , кинетические константы , мембранный биореактор , пищевая промышленность , яйцеперерабатывающее предприятие
|
DOI 10.35776/VST.2022.05.04
УДК 628.345
Степанов С. В., Авдеенков П. П., Пономаренко О. С., Морозова К. М.
Результаты исследований физико-химической очистки сточных вод предприятия переработки яиц
Аннотация
Изучен состав сточных вод предприятия по глубокой переработке куриных яиц, который характеризовался следующими параметрами: ХПК 3600–12200 мг/л, концентрация взвешенных веществ 1206–3031 мг/л, БПКполн 2534–8540 мг/л,, фосфаты отсутствовали, pH 5,4–13,2. Содержание соединений азота, мг/л, изменялось в пределах: аммоний – 0,4–11,4, нитраты – 0–15,3, нитриты – 0–7,3, органический азот – 26,6–89,7. На основании результатов пробного коагулирования выбран оптимальный коагулянт – низкоосновный полиоксихлорид алюминия марки «Аква-Аурат™-14» с дозой 125 мг/л по Al2O3. Средняя эффективность очистки при использовании данного коагулянта составила, %: по ХПК – 77,3, по БПКполн – 76,3, по взвешенным веществам – 80,1, по органическому азоту – 58,7. Наименьшая концентрация остаточного алюминия 0,31 мг/л при его исходной концентрации 0,29 мг/л соответствовала pH 6,7–7. Удельные затраты на коагулянт составили 9,37руб/м3.
Ключевые слова
сточные воды , коагуляция , полиоксихлорид алюминия , пищевая промышленность , физико-химическая очистка , яйцеперерабатывающее предприятие
|
|
