bbk 000000
УДК 628.35
Степанов С. В., Степанов А. С., Габидуллина Л. А., Дубов О. В.
Биологическая очистка сточных вод нефтеперерабатывающего завода в биосорбционно-мембранном реакторе
Аннотация
Представлены основные технологические и кинетические закономерности биомембранной и биосорбционно-мембранной очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов топливно-масляного профиля. Предложена интенсификация процесса денитрификации путем снижения концентрации растворенного кислорода в потоке циркулирующего активного ила за счет его вакуумирования. По итогам работы пилотной установки вакуумирования показана более высокая эффективность применения биосорбционно-мембранной технологии по сравнению с биомембранным методом. Однократное введение порошкового активированного угля в количестве 1 г/л иловой смеси позволило снизить среднемесячную концентрацию загрязнений в пермеате: по ХПК – с 68 до 49 мг/л, по БПКполн – с 6 до 3,5 мг/л, по нефтепродуктам – с 0,65 до 0,21 мг/л. Определены кинетические константы процессов удаления основных загрязнений в мембранном и биосорбционно-мембранном реакторах. Установлено, что удельные скорости окисления в биосорбционно-мембранном реакторе превышают аналогичные показатели мембранного биореактора только для хорошо сорбируемых веществ – нефтепродуктов и органических загрязнений, оцениваемых по БПКполн. Вакуумирование циркулирующего активного ила в течение 5 минут с давлением минус 90 кПа в мембранном биореакторе позволило вдвое снизить концентрацию растворенного кислорода, улучшить седиментационные свойства активного ила (по сравнению со схемой без вакуумной обработки) и обеспечить концентрацию растворенного кислорода в аноксидной зоне мембранного биореактора не выше 0,5 мг/л.
Ключевые слова
сточные воды , нитрификация , активный ил , мембранный биореактор , денитрификация , нефтеперерабатывающий завод , кинетическая константа , активированный уголь , биосорбционно-мембранный реактор
|
bbk 000000
УДК 628.31:661.5
МОРОЗОВА К. М., Степанов С. В., Степанов А. С., Соколова Т. В., Солкина О. С., Жукова М. А.
Биологическая очистка сточных вод предприятий молочной промышленности в мембранном биореакторе
(часть 2)*
Аннотация
Рассказано о технологии биологической очистки сточных вод молокозаводов, обеспечивающей выполнение нормативов ПДК рыбохозяйственных водоемов. Приведены результаты экспериментальных исследований на пилотном мембранном биореакторе на реальной сточной воде маслозавода «Пестравский». Получены основные технологические и кинетические параметры процессов биологической очистки сточных вод, необходимые для расчета мембранного биореактора с нитри-денитрификацией, до нормативов ПДК рыбохозяйственных водоемов или требований сброса в канализационный коллектор. Максимальная удельная скорость окисления загрязнений сточной воды молокозаводов Vmax при концентрации активного ила 7 г/л и температуре 20 °С составляет 40 мг/(г·ч), константа Михаэлиса Km – 15 мг/л, коэффициент ингибирования продуктами метаболизма – 0,54 л/г, температурная константа X для аэробной гетеротрофной конверсии – 0,079 град–1. По сравнению с традиционными сооружениями использование биомембранной технологии на стадии биологической очистки сточных вод позволяет сократить продолжительность обработки, объемы реакторов и занимаемые площади в 1,4–1,5 раза за счет увеличения окислительной мощности аэрационных сооружений путем повышения концентрации активного ила до 10 г/л, и обеспечить практически полное удаление взвешенных веществ, отказавшись от ступени доочистки. Показана возможность исключения стадии реагентной флотации перед биологической очисткой, что позволяет снизить затраты на дорогостоящие реагенты и упростить технологическую схему.
Ключевые слова
сточные воды , биологическая очистка , активный ил , мембранный биореактор , кинетическая константа , молочный завод
|
bbk 000000
УДК 628.31:661.5
Степанов С. В., Солкина О. С., МОРОЗОВА К. М., Степанов А. С., Жукова М. А.
Влияние химических промывок мембран на процессы биологической очистки
Аннотация
Представлены результаты научных исследований в области биомембранной очистки сточных вод предприятий молочной промышленности. Экспериментальные исследования проводили в течение четырех месяцев. В качестве модельного стока использовали раствор молока с добавлением биогенных элементов в виде минеральных солей – однозамещенного фосфорнокислого калия, хлористого аммония и нитрата натрия в пропорциях, соответствующих концентрациям этих веществ в натурных сточных водах, прошедших физико-химическую обработку. Целью эксперимента являлось получение технологических и кинетических характеристик биологических процессов в мембранном биореакторе. Исследования, проведенные с модельным стоком на пилотном биореакторе, показали, что при поддержании дозы ила 7–9 г/л и при удельном потоке 0,36 м3/(м2·сут), соответствующем обычному режиму эксплуатации плоскорамных мембран, работа установки без химических промывок возможна в течение около двух месяцев. Установлено, что промывка мембран лимонной кислотой с концентрацией раствора 1000 мг/л (концентрация кислоты в мембранном резервуаре 5–20 мг/л) снижает скорость биохимических процессов, причем исключительно за счет подкисления иловой смеси. Токсичность лимонной кислоты не проявляется в диапазоне рН иловой смеси 6,83–7,17. Изучение влияния промывки мембран раствором гипохлорита натрия с концентрацией по NaOCl 2000 мг/л показало наличие конкурентного торможения скорости окисления органических веществ с практически полным подавлением биохимических процессов при концентрации активного хлора в реакторе выше 26,1 мг/л. Продолжительность восстановления первоначальной скорости окисления органических веществ при концентрации активного хлора в реакторе 6,6 мг/л составила 220 минут после включения подачи сточных вод и отвода пермеата.
Ключевые слова
биологическая очистка , мембранный биореактор , кинетическая константа , сточные воды молокозавода , химическая промывка мембран , удельная скорость окисления
|
bbk 000000
УДК 628.35:62-278
Губанов Л. Н., Катраева И. В., Розенвинкель Карл-Хайнц, Борхман Аксель, Колпаков М. В., Кузина Ю. С.
Керамические мембраны в качестве погружных модулей в мембранных биореакторах
Аннотация
Приводятся результаты лабораторных испытаний плоских и трубчатых керамических мембран с целью использования их в качестве погружных модулей в мембранных биореакторах. Исследования проводились с применением плоских керамических мембран немецкой фирмы «ItN Nanovation» и трубчатых мембран РХТУ им. Д. И. Менделеева. Установлено, что для работы в среде с активным илом можно рекомендовать мембраны с размером пор 200 нм, при этом рабочее трансмембранное давление должно быть не менее –0,3 бар.
Ключевые слова
очистка сточных вод , мембранный биореактор , погружной модуль , керамическая мембрана
|
bbk 000000
УДК 628.35.002.237
Стрелков А. К., Шувалов М. В., Астраханцев Д. В., Дударев В. А., Степанов С. В., Тараканов Д. И.
Концепция реконструкции городских очистных сооружений канализации г. Самары
Аннотация
Представлены результаты многолетних исследований по повышению качества очистки сточных вод на городских очистных канализационных сооружениях г. Самары. Наиболее приемлемой для дальнейшей реконструкции сооружений является технология Кейптаунского университета, что обусловлено низкой концентрацией органических веществ в осветленной сточной воде и высоким отношением концентрации биогенных элементов к БПК. В настоящее время планируются исследования по биомембранной очистке с применением половолоконных мембран и оборудования компании «Дженерал Электрик». Для этого необходимо строительство здания решеток, а также размещение установки ультрафиолетового обеззараживания очищенных сточных вод. Стоимость реконструкции очистных сооружений составит 11,8 млрд. руб.
Ключевые слова
биологическая очистка , ультрафиолетовое обеззараживание , канализационные очистные сооружения , решетка , мембранный биореактор
|
bbk 000000
УДК 628.35:648.1
Ферштерлинг Х., Фэнрих А., Кравфорд Д., Кюне Л., Барйенбрух М.
МБР-технологии для повторного использования сточных вод небольших прачечных
Аннотация
Работа прачечных в Германии характеризуется высоким потреблением воды и электроэнергии. Бизнес-конкуренция, увеличение стоимости электроэнергии и требования современного законодательства обусловили повышение спроса на системы повторного использования сточных вод (для очистки технологической воды, рекуперации тепла и химикатов). С точки зрения технологии стирки уровень водосбережения весьма высок. Однако снижения потребления свежей воды можно добиться только в том случае, если технологии очистки и повторного использования воды будут интегрированы в существующую систему. Для небольших прачечных производительностью менее 500 кг/сут примеров применения технологии повторного использования сточных вод почти нет, а доступные системы рециркуляции воды для них были недостаточно эффективны. В одной из таких прачечных был смонтирован мембранный биореактор с плоскими погружными ультрафильтрационными мембранами. Во время работы биореактора удаление ХПК достигало 93%, возврат воды превышал 90%. Качество пермеата было очень высоким (он не содержал взвешенных веществ и микробов) и соответствовало требованиям для его повторного применения в процессе стирки. Анализ затрат показал, что использование имеющегося тепла пермеата взамен электрической энергии повышает экономическую эффективность работы прачечной.
Ключевые слова
ультрафильтрация , утилизация тепла , мембранный биореактор , сточные воды прачечных , рециркуляция воды , очистка промышленных сточных вод
|
bbk 000000
UDC 628.35:62-278
Степанов С. В., Степанов А. С., Сташок Ю. Е., Блинкова Л. А.
Модульные мембранные биореакторы
Аннотация
Показаны преимущества мембранных биореакторов перед традиционными сооружениями биологической очистки сточных вод, представлены перспективные области их применения. Приведены основные принципы расчета мембранного биореактора. Рассмотрены конструкции и особенности устройства мембранных биореакторов малой производительности с погружными половолоконными мембранами.
Ключевые слова
сточные воды , биологическая очистка , мембранный биореактор , модульная установка
|
bbk 000000
УДК 628.35:66.081.63
Калачев Д. А.
Новый век мембранных технологий: установка HUBER VRM
Аннотация
Приведены сведения о разработках компании HUBER в области очистки сточных вод и обработки осадков с использованием современных технологий. Специалисты компании разрабатывают различные варианты систем: от механической очистки до высокотехнологичных мембранных биологических реакторов. Использование мембранного биологического реактора позволяет снизить объем аэротенков, поскольку он обеспечивает работу биологической ступени очистки с концентрацией активного ила до 8 г/л (или до 12 г/л в фильтрационной камере МБР), отказаться от вторичных отстойников, стадий доочистки и обеззараживания (при необходимости), что приводит к освобождению дополнительных площадей. Кроме высоких требований к эффективности очистки, немаловажным фактором является снижение эксплуатационных затрат, в частности на электроэнергию. Компания HUBER разработала надежное и энергоэффективное решение – мембранную установку HUBER VRM. Основным инновационным решением в разработанной установке мембранной фильтрации является уникальная система AirBoost.
Ключевые слова
энергоэффективность , мембранный биореактор , мембранная фильтрация , очистка сточных вод и осадков , промывка мембран
|
bbk 000000
УДК 628.35:66.081.63
Мурашев С. В., Соловьева Е. В., Шилова Н. К.
Опыт апробации технологии очистки сточных вод на основе мембранного биореактора
Аннотация
Представлены результаты испытаний двух опытных установок очистки сточных вод малой производительности, в которых применены различные технологические схемы: с мембранным биореактором (МБР) и с вторичным отстойником. В технологии МБР процессы микро- и ультрафильтрации сочетаются с аэробной биологической очисткой сточных вод. На основе полученных экспериментальных данных показано, что в установке с мембранным биореактором достигаются более высокие показатели очистки, глубокое удаление фосфора без использования химических реагентов, стабильное качество сбрасываемых стоков и высокая эффективность очистки по трудноокисляемым веществам. Основным недостатком технологии МБР является необходимость регенерации мембран, что дополнительно усложняет управление технологическим процессом. Приведены данные об изменении пропускной способности мембран в зависимости от продолжительности работы биореактора и эффективности химической регенерации мембран.
Ключевые слова
сточные воды , водоотведение , мембранный биореактор , локальные очистные сооружения , безреагентная очистка
|
bbk 000000
УДК 628.35:66.081.63
Иванова О. В.
Опыт внедрения современных технологий на основе ультрафильтрационных мембран
Аннотация
Рассказано об опыте внедрения технологий биологической очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод с использованием мембранного биореактора. Технология на основе погружных ультрафильтрационных мембранных модулей обеспечивает достижение жестких нормативных требований к приему очищенной воды в водоемы питьевого и культурно-бытового водопользования и рыбохозяйственного назначения. Применение ультрафильтрационных мембран способствует увеличению концентрации активного ила в аэротенке для глубокой очистки обрабатываемых сточных вод. Промышленный сток проходит механическую очистку на шнековой решетке, далее очищается физико-химическим способом в реагентном флотаторе, затем смешивается с хозяйственно-бытовым стоком и поступает в мембранный биореактор. Применение мембранного биореактора позволяет сократить площади, занимаемые очистными сооружениями. Сброс очищенного стока осуществляется в водоем рыбохозяйственного назначения.
Ключевые слова
аэротенк , активный ил , биологическая очистка сточных вод , мембранный биореактор , ультрафильтрационная мембрана , обратная промывка
Подробнее...
|
bbk 000000
UDC 628.3:665.5
Степанов С. В., Стрелков А. К., Сташок Ю. Е., Дубман И. С., Беляков А. В.
Опыт проектирования очистных сооружений нефтеперерабатывающих заводов
Аннотация
Приведен опыт разработки проектной и рабочей документации нового строительства и реконструкции канализационных очистных сооружений для четырех нефтеперерабатывающих заводов. Предложена принципиальная схема биологической очистки сточных вод с нитри-денитрификацией на основании технологии мембранного биореактора. Рассмотрены проектные решения по регулированию подачи воздуха в аэротенки, позволяющие повысить энергетическую эффективность.
Ключевые слова
сточные воды , биологическая очистка , нитрификация , мембранный биореактор , денитрификация , нефтеперерабатывающий завод
|
bbk 000000
УДК 628.35:661.5
Степанов С. В.
Особенности расчета сооружений биологической очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов
Аннотация
Сточные воды нефтеперерабатывающих заводов характеризуются наличием трудноокисляемых органических веществ и практически полным отсутствием фосфора. Методика расчета сооружений биологической очистки нефтесодержащих сточных вод c нитри-денитрификацией применяется как для аэротенков, так и для мембранных биореакторов. Расчет проводится с использованием кинетических зависимостей по всем нормируемым загрязнениям. Экспериментально получены кинетические константы и коэффициенты процессов нитри- и денитрификации, окисления органических веществ (по БПК и ХПК), нефтепродуктов, фенолов и СПАВ для сточных вод ряда нефтеперерабатывающих заводов. Алгоритм расчета включает следующие этапы: определение исходных данных – концентраций загрязнений и расходов сточных вод; выбор технологической схемы очистных сооружений; расчет удельных скоростей процессов биологической очистки на основании кинетических констант и коэффициентов; расчет прироста активного ила, убыли азота и фосфора за счет процессов ассимиляции; вычисление времени пребывания для окисления отдельных ингредиентов загрязнений и денитрификации; определение максимальной по лимитирующему компоненту продолжительности аэробного процесса и степени очистки по другим ингредиентам; расчет необходимого расхода воздуха; проверка необходимости дозирования соединений фосфора для биогенной подпитки. Для повышения эффективности денитрификации состав сооружений дополнен деаэратором иловой смеси. Технологический расчет мембранного биореактора отличается от расчета аэротенков с нитри-денитрификацией корректировкой удельной скорости окисления с учетом найденных кинетических констант и коэффициента ингибирования продуктами метаболизма при более высоких концентрациях активного ила в биореакторе. Результаты экспериментальных исследований позволили дополнить разработанную НИИ ВОДГЕО методику расчета сооружений биологической очистки сточных вод с нитри-денитрификацией.
Ключевые слова
сточные воды , биологическая очистка , нитрификация , активный ил , мембранный биореактор , денитрификация , нефтеперерабатывающий завод , кинетическая константа
|
bbk 000000
УДК 628.16/.31
Кофман В. Я.
Очистка воды и сточных вод от соединений с гормональной активностью (обзор)
Аннотация
В природной среде присутствуют разнообразные натуральные и искусственные вещества, которые оказывают воздействие на нормальную гормональную активность в организме животных и человека. Этот класс веществ объединяется термином «соединения с гормональной активностью». Дана классификация соединений с гормональной активностью. Приведены методы очистки воды и сточных вод от этих соединений: биоаугментация, мембранные технологии, адсорбция, окислительные процессы и др.
Ключевые слова
адсорбция , мембранный биореактор , очистка воды и сточных вод , соединения с гормональной активностью , биоаугментация , окислительный процесс
|
bbk 000000
УДК 628.35:62-278:725.42
Харькина О. В., Стрелков А. К., Степанов С. В., Сташок Ю. Е., Баумгартен Свен, Шерень Йозеф
Очистка сточных вод Сызранского НПЗ в мембранном биореакторе
Аннотация
Приведены результаты исследований биомембранной технологии очистки сточных вод Сызранского нефтеперерабатывающего завода. Определены кинетические параметры процессов нитри- и денитрификации. Показано, что биомембранная технология дает возможность интенсифицировать эти процессы и выполнить требования, предъявляемые к качеству очищенных сточных вод по соединениям азота как с добавлением легкоокисляемого субстрата, так и без него. Данные эксперимента подтверждают возможность использования очищенных сточных вод для подпитки оборотных систем завода после частичного обессоливания и (или) их сброса после сорбционной доочистки в поверхностные водные объекты.
Ключевые слова
нитрификация , нефтепродукты , активный ил , мембранный биореактор , денитрификация
Подробнее...
|
bbk 000000
УДК 628.35:66.081.63
Степанов С. В.
Расчет площади мембран в мембранных биореакторах
Аннотация
На основании анализа зарубежных публикаций рассмотрены мембранные биореакторы и применяемые в них мембраны. В напорных установках с вынесенным мембранным блоком значения удельного потока через мембрану (при 20°C) составляют 80–200 л/(ч∙м2) при трансмембранном давлении 20–500 кПа, а в установках с погружными мембранами – 8–30 л/(ч∙м2) при вакууме 10–60 кПа. Специфическое энергопотребление в биореакторах с напорными мембранами находится в пределах 1,5–4 кВт∙ч/м3, с погружными мембранами – 0,5–0,7 кВт∙ч/м3. Результаты анализа рынка оборудования показали, что в 97–99% биомембранных установок используются погружные мембранные элементы и модули. Сравнение погружных мембран свидетельствует, что модули из половолоконных мембран имеют большую удельную поверхность (300–600 м2/м3) по сравнению с плоскими (50–150 м2/м3). Половолоконные мембраны характеризуются более низкой стоимостью, меньшей склонностью к загрязнению и устойчивостью к обратным промывкам. Плоские мембраны обладают большей механической прочностью, их проще заменить. Сообщается о работе мембранных биореакторов периодического действия, использовании осмотического мембранного биореактора и процессов нанофильтрации в биомембранной технологии. Приведена методика расчета площади половолоконных погружных мембран, учитывающая различный допустимый удельный поток в зависимости от длительности расчетных расходов, потерь времени на проведение обратных промывок и «релаксаций», объема возвратного потока от обратных промывок мембран. При определении количества параллельно работающих технологических линий следует учитывать возможное отключение одного мембранного резервуара на химическую промывку или ремонт.
Ключевые слова
сточные воды , биологическая очистка , трансмембранное давление , энергопотребление , мембранный биореактор , удельный поток
|
bbk 000000
УДК 628.38:338.001.36
Царенко Д. А., Ромашко А. В., Смирнов Александр Владимирович
Стоимость жизненного цикла как критерий выбора фильтрационного пакета мембранных биореакторов
Аннотация
Представлена методика оценки стоимости жизненного цикла фильтрационного пакета мембранных биореакторов для биологической очистки сточных вод. Приведены ключевые параметры при выборе МБР-технологии, пример расчета стоимости жизненного цикла оборудования. Показано распределение гарантийных обязательств между заказчиком и поставщиком. Представленная методика оценки привлекательности применения мембранных биореакторов на базе анализа стоимости жизненного цикла фильтрационного пакета позволяет с большой точностью рассчитать капитальные и эксплуатационные затраты узла мембранной фильтрации на очистных сооружениях разной производительности для обоснованного выбора поставщика фильтрационного пакета. Сформулированы условия оптимального распределения рисков между производителем мембран и покупателем.
Ключевые слова
сточные воды , биологическая очистка , мембранный биореактор , стоимость жизненного цикла , аннуитетный вклад
|
|
