Особенности интенсификации работы очистных сооружений
Международная
публикация
ART 85223
Авторы:
О.
П. Чжу, Ю.
В. Ракевич
О.
П. Чжу, Ю.
В. Ракевич Библиографическое описание статьи для цитирования:
Чжу
О.
П.,
Ракевич
Ю.
В. Особенности интенсификации работы очистных сооружений // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2015. – Т. 13. – С.
1111–1115. – URL:
http://e-koncept.ru/2015/85223.htm.
Аннотация. Статья посвящена методу интенсификации очистки сточных вод в период больших колебаний сезонной производительности, основанному на стабилизации рабочего состояния активного ила, повышении восстановительного потенциала и устойчивости биоценоза в целом при помощи внесения ферментативных и витаминных подкормок в течение месяца до предполагаемого наступления сезона.
Ключевые слова:
активный ил, биоценоз аэротенков, биоиндикаторы, качество очистки стоков, сезонные нагрузки
Текст статьи
Чжу Ольга Петровна,кандидат химических наук, доцент кафедры «Физиология» Сочинского института РУДН, г. Сочиolga.chzhu@mail.ru
Ракевич Юлия Владимировна,главный технолог очистных сооружений ООО «Баллас», г. Сочиnovakjul@yandex.ru
Особенности интенсификацииработы очистных сооружений
созначительными колебаниямисезонныхнагрузок
Аннотация. Статья посвящена методу интенсификации очистки сточных вод в период больших колебаний сезонной производительности, основанному на стабилизации рабочего состояния активного ила, повышении восстановительного потенциала и устойчивости биоценоза в целом при помощи внесения ферментативных и витаминных подкормок в течение месяцадо предполагаемого наступления сезона.
Ключевые слова: активный ил, биоценоз аэротенков,биоиндикаторы,качество очистки стоков, сезонные нагрузки.
Для черноморского побережья в связи с особенностями протекания осеннезимнего и весеннелетнего курортныхсезонов особенно остроезначение приобрела проблема очистки сточных вод с большимиколебаниямисезонныхнагрузок.Значительные колебания расходов сточных вод приводят к существенным изменениям гидравлических и технологических режимов всех элементов систем водоотведения.При этом наиболее ощутимонеравномерность поступления сточных вод проявляется при работе очистных сооружений, поэтому экологическая безопасность акватории Черного моря очень сильнозависит от надежности эксплуатации и эффективности работы систем водоотведения в целом и очистных сооружений в частности.Как в основном на всем черноморском побережье, для систем водоотведения Большого Сочи и прилегающих к нему территорий характерны: дефицит свободных территорий для размещения комплексов очистных сооружений; чрезвычайно неравномерное поступление сточных вод как в течение суток, так и в течение месяцев, особенно в зависимости от сезонов года;высокий процент поступления в городские сточные воды поверхностноливневых сточных вод с прилегающих территорий достигает 20% и более;повышенные требования к надежности эксплуатации и эффективности работы очистных сооружений в связи со сбросом очищенных сточных вод в прибрежную зону Черного моря.В связи с этим данная работа посвящена разработке и обоснованию эффективных мерпо интенсификации биологической очистки сточных вод в периоды колебаний сезонных нагрузок. В качестве объекта исследования выступает биологическое и физикохимическое состояние активного ила и сточныхводочистных сооружений, расположенных на территории Адлерского района города Сочи, с колебаниям сезонной нагрузкиот 40 до 400 м3 в сутки.Предметом исследования является метод интенсификации очистки сточных вод в период большихколебанийсезонной производительности, основанный на активизации, повышении восстановительного потенциала и устойчивости активного ила с помощью внесения по разработанной схеме ферментативных и витаминных подкормок в течение месяца до предполагаемого наступления сезона.Исследования выполнены в лабораторных и производственных условиях на очистных сооружениях с использованием оптических, физикохимических и биологических методов.
1.Биоиндикация очистки сточных водАктивный ил представляет собой среду обитания многих микроорганизмов, образующих сложный биоценоз. Основную роль по биохимическому разложению органических веществ на простые вещества (СО2, N2, вода и т.д) выполняют различные бактерии, которые и являются основными представителями биоценоза активного ила.Кроме бактерий в биоценозе активного ила участвуют «простейшие»микроорганизмы, которые в процессе очистки не участвуют и выполняют роль «пасущих» организмов, «поедающих»и перерабатывающихбактерии.Наличие простейших приводит к значительному (примерно в 10 раз)
снижениюобщего количества бактерий в выходящей из аэротенка очищенной воде и улучшению качества стоков по ХПК, БПК и содержанию взвешенных веществ. Отдельные классы «простейших»являются индикаторными (показательными), количественное соотношение которых характеризует качество активного ила и весь процесс биохимической очистки, кроме того наблюдение
за сменой
видового состава индикаторных микроорганизмов дают сведения о правильности или нарушениях хода очистки сточных вод активным илом.К таким индикаторным формам из многочисленных «простейших»относятся 4 вида «простейших»и микроскопических животных (коловратки):1 вид амебы;2 вид бесцветные жгутиковые;3 вид инфузории;4 вид коловратки.Биоиндикаторный контроль проводили методом микроскопирования, в процессе которого определяются структурные особенности биомассы активного ила. Этот метод позволяет выявить отклонения микроорганизмов и изменение видового состава биомассы от нормального состояния. По степени таких отклонений можно прогнозировать изменения нормального протекания технологического процесса биологической очистки сточных вод. Результаты исследований представлены в таблице 1.Таблица 1 Степень развития индикаторных организмов
ОрганизмыСтепень развития индикаторных организмов
Аэротенк с внесенным подкормом
Контрольный аэротенкДо началасезона7 дн14 дн21 дн28 дн56 днДо начала сезона7 дн14 дн21 дн28 дн56 днАмебыPhizopodaArcella vulgaris, Pamphagus hyalinesAmoeba radiosa
отсутств
отсутств
отсутств
отсутств
един.экз.
един.экз.
един.экз.
един.экз.
преобл.
преобл.
преобл.
преобл.Бесцветные жгутиковыеFlagellata Mastigophora
отсутств
отсутств
отсутств
отсутств
мало
мало
мало
мало
преобл.
преобл.
преобл.
преобл.ИнфузорииCiliataHolotricha
Spirotricha Peritricha Aspidisca
преобл. брюхои круглоресничныепреобл. брюхои круглоресничныепреобл. брюхои круглоресничныепреобл. брюхои круглоресничныепреобл. равноресничныепреобл. равноресничныепреобл. равноресничныепреобл. равноресничные
мало
мало
отсутств
отсутствКоловраткиRotatoria
преобл.
преобл.
преобл.
преобл.преобл.преобл.преобл.преобл.маломалоотсутствотсутств
2.Характеристики ила и устойчивости биоценоза активного илаОценку состояния активного ила и устойчивости биоценоза проводили в соответствии со следующими классификациями:
Характеристика илаОписаниеУдовлетворительно работающий илБольшое разнообразие простейших по видовому составу при небольшом количественном преобладании какоголибо из видов. Все организмы достаточно подвижны в оживленном состоянииНитрофицирующий илПостоянное присутствие в заметных количествах коловраток. Количественное преобладание прикрепленных инфузорий, крупных амебПерегруженный илМалое качественное разнообразие при количественном преобладании двухтрех. Большое количество бесцветных жгутиковых, мелких амеб и других мелких инфузорийГолодающий илМелкиеразмеры простейших, организмы становятся прозрачными, пищеварительные вакуоли их исчезают, частично инфузории превращаются в цистыИл при недостатке кислородаБольшое разнообразие жгутиковых. Коловратки неподвижные, застывшие в вытянутом состоянии, отмирающие
УстойчивостьбиоценозаВосстановительный потенциалбиоценозаОтносительно устойчивый биоценозВосстанавливается естественным путемв достаточно короткие срокиСлабоустойчивый биоценозВысокий потенциал естественного восстановленияНеустойчивый биоценозВозвращение в исходное состояние требует длительного времени или вообще невозможно естественным путем и необходимо выполнять комплекс работ по его восстановлению
Результаты оценки состояния активного ила и устойчивости биоценоза представлены таблице 2.Таблица 2Оценка состояния активного ила и устойчивости биоценоза
Аэротенк с внесенным подкормомКонтрольный аэротенкТип активного илаТип биоценозаТип активного илаТип биоценозаДо начала сезонаНитрофицирующийОтносительно устойчивыйУдовлетворительно работающийОтносительно устойчивый7 днНитрофицирующийОтносительно устойчивыйУдовлетворительно работающийСлабоустойчивый14 днНитрофицирующийОтносительно устойчивыйПерегруженный Слабоустойчивый21 днНитрофицирующийОтносительно устойчивыйПерегруженный Слабоустойчивый28 днУдовлетвориОтносительно устойчивыйПерегруженНеустойчивыйтельно работающийныйпри недостатке кислорода56 днУдовлетворительно работающийОтносительно устойчивыйПерегруженный
принедостатке кислородаНеустойчивый
3.Физикохимический контроль качества очисткисточных водСтепень и качество очисткисточных вод определяют по количественному содержанию азотав воде в формах NH4+, NO3и N02:
очень низкая степень очистки: азот находится в форме NH4+;
низкая степень очистки: азот находится в форме NH4+и N02;
средняястепень очистки: азот находится в форме N02(мало) и N03(много);
высокая степень очистки: азот находится в форме NO3(NH4+и N02отсутствуют).Результатыфизикохимического контроля качества очистки сточных вод представлены в таблице 3.Таблица 3Физикохимический контроль качества очистки
Форма азота в очищенной водеСодержание азота в очищенной воде, %Аэротенк с внесенным подкормомКонтрольный аэротенкДо начала сезона7дн14 дн21 дн28 дн56 днДо начала сезона7дн14 дн21 дн28 дн56 дн
NH4+
0,00,00,00,00,00,00,00,010,090,581,063,49
N02
0,00,00,00,00,040,060,060,081,674,488,4315,46
NO3
100,0100,0100,0100,099,9699,9499,9499,9198,2494,9490,5181,05
Полученные результаты позволяют сделать выводо том, что внесение ферментативных и витаминных подкормок в течение месяца до наступления периода значительныхсезонных колебаний нагрузок на очистных сооружениях позволяет стабилизировать в течение длительного времени рабочее состояние активного ила, а также повысить восстановительный потенциал и устойчивость биоценоза аэротенкови качество очистки стоков в целом.
Ссылки на источники1.Чжу О. П., Ракевич Ю. В. Повышение активности и устойчивости ила аэротенковочистных сооружений методом химического мутагенеза // Концепт. –2014. –Современные научные исследования. Выпуск 2. –ART 55013. –URL: http://ekoncept.ru/2014/55013.htm. –Гос. рег. Эл No ФС 7749965. –ISSN 2304120X. 2.Эпоян С.М.Производство работ поуменьшению коэффициента неравномерности для экологически надежной и эффективной работы систем водоотведения городов Южного берега Крыма / С.М.Эпоян, Ю.И.Штонда, А.Л.Зубко// Экологическая безопасность: проблемы и пути решения: IV междунар.наук.практ.конф., 812 сентября 2008 г.: сб.наук.статей.
Харьков: Райдер, 2008.
Т.1.
С. 399403.3.СтепановА.С. Интенсификация процессов биологической очистки на очистных сооружениях. Самара.//Водоснабжениеисанитарнаятехника.М.,2006.№9.4.NemethKatona, J. The Environmental Significance of Bioindicators in Sewage Treatment / J. NemethKatona// ActaPolytechnica Hungarica, 2008. –Vol. 5. –№ 3. –Р. 117–124.5.
Жмур, Н.С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками/Н.С. Жмур. –М.: АКВАРОС, 2003. –512 с.
Ракевич Юлия Владимировна,главный технолог очистных сооружений ООО «Баллас», г. Сочиnovakjul@yandex.ru
Особенности интенсификацииработы очистных сооружений
созначительными колебаниямисезонныхнагрузок
Аннотация. Статья посвящена методу интенсификации очистки сточных вод в период больших колебаний сезонной производительности, основанному на стабилизации рабочего состояния активного ила, повышении восстановительного потенциала и устойчивости биоценоза в целом при помощи внесения ферментативных и витаминных подкормок в течение месяцадо предполагаемого наступления сезона.
Ключевые слова: активный ил, биоценоз аэротенков,биоиндикаторы,качество очистки стоков, сезонные нагрузки.
Для черноморского побережья в связи с особенностями протекания осеннезимнего и весеннелетнего курортныхсезонов особенно остроезначение приобрела проблема очистки сточных вод с большимиколебаниямисезонныхнагрузок.Значительные колебания расходов сточных вод приводят к существенным изменениям гидравлических и технологических режимов всех элементов систем водоотведения.При этом наиболее ощутимонеравномерность поступления сточных вод проявляется при работе очистных сооружений, поэтому экологическая безопасность акватории Черного моря очень сильнозависит от надежности эксплуатации и эффективности работы систем водоотведения в целом и очистных сооружений в частности.Как в основном на всем черноморском побережье, для систем водоотведения Большого Сочи и прилегающих к нему территорий характерны: дефицит свободных территорий для размещения комплексов очистных сооружений; чрезвычайно неравномерное поступление сточных вод как в течение суток, так и в течение месяцев, особенно в зависимости от сезонов года;высокий процент поступления в городские сточные воды поверхностноливневых сточных вод с прилегающих территорий достигает 20% и более;повышенные требования к надежности эксплуатации и эффективности работы очистных сооружений в связи со сбросом очищенных сточных вод в прибрежную зону Черного моря.В связи с этим данная работа посвящена разработке и обоснованию эффективных мерпо интенсификации биологической очистки сточных вод в периоды колебаний сезонных нагрузок. В качестве объекта исследования выступает биологическое и физикохимическое состояние активного ила и сточныхводочистных сооружений, расположенных на территории Адлерского района города Сочи, с колебаниям сезонной нагрузкиот 40 до 400 м3 в сутки.Предметом исследования является метод интенсификации очистки сточных вод в период большихколебанийсезонной производительности, основанный на активизации, повышении восстановительного потенциала и устойчивости активного ила с помощью внесения по разработанной схеме ферментативных и витаминных подкормок в течение месяца до предполагаемого наступления сезона.Исследования выполнены в лабораторных и производственных условиях на очистных сооружениях с использованием оптических, физикохимических и биологических методов.
1.Биоиндикация очистки сточных водАктивный ил представляет собой среду обитания многих микроорганизмов, образующих сложный биоценоз. Основную роль по биохимическому разложению органических веществ на простые вещества (СО2, N2, вода и т.д) выполняют различные бактерии, которые и являются основными представителями биоценоза активного ила.Кроме бактерий в биоценозе активного ила участвуют «простейшие»микроорганизмы, которые в процессе очистки не участвуют и выполняют роль «пасущих» организмов, «поедающих»и перерабатывающихбактерии.Наличие простейших приводит к значительному (примерно в 10 раз)
снижениюобщего количества бактерий в выходящей из аэротенка очищенной воде и улучшению качества стоков по ХПК, БПК и содержанию взвешенных веществ. Отдельные классы «простейших»являются индикаторными (показательными), количественное соотношение которых характеризует качество активного ила и весь процесс биохимической очистки, кроме того наблюдение
за сменой
видового состава индикаторных микроорганизмов дают сведения о правильности или нарушениях хода очистки сточных вод активным илом.К таким индикаторным формам из многочисленных «простейших»относятся 4 вида «простейших»и микроскопических животных (коловратки):1 вид амебы;2 вид бесцветные жгутиковые;3 вид инфузории;4 вид коловратки.Биоиндикаторный контроль проводили методом микроскопирования, в процессе которого определяются структурные особенности биомассы активного ила. Этот метод позволяет выявить отклонения микроорганизмов и изменение видового состава биомассы от нормального состояния. По степени таких отклонений можно прогнозировать изменения нормального протекания технологического процесса биологической очистки сточных вод. Результаты исследований представлены в таблице 1.Таблица 1 Степень развития индикаторных организмов
ОрганизмыСтепень развития индикаторных организмов
Аэротенк с внесенным подкормом
Контрольный аэротенкДо началасезона7 дн14 дн21 дн28 дн56 днДо начала сезона7 дн14 дн21 дн28 дн56 днАмебыPhizopodaArcella vulgaris, Pamphagus hyalinesAmoeba radiosa
отсутств
отсутств
отсутств
отсутств
един.экз.
един.экз.
един.экз.
един.экз.
преобл.
преобл.
преобл.
преобл.Бесцветные жгутиковыеFlagellata Mastigophora
отсутств
отсутств
отсутств
отсутств
мало
мало
мало
мало
преобл.
преобл.
преобл.
преобл.ИнфузорииCiliataHolotricha
Spirotricha Peritricha Aspidisca
преобл. брюхои круглоресничныепреобл. брюхои круглоресничныепреобл. брюхои круглоресничныепреобл. брюхои круглоресничныепреобл. равноресничныепреобл. равноресничныепреобл. равноресничныепреобл. равноресничные
мало
мало
отсутств
отсутствКоловраткиRotatoria
преобл.
преобл.
преобл.
преобл.преобл.преобл.преобл.преобл.маломалоотсутствотсутств
2.Характеристики ила и устойчивости биоценоза активного илаОценку состояния активного ила и устойчивости биоценоза проводили в соответствии со следующими классификациями:
Характеристика илаОписаниеУдовлетворительно работающий илБольшое разнообразие простейших по видовому составу при небольшом количественном преобладании какоголибо из видов. Все организмы достаточно подвижны в оживленном состоянииНитрофицирующий илПостоянное присутствие в заметных количествах коловраток. Количественное преобладание прикрепленных инфузорий, крупных амебПерегруженный илМалое качественное разнообразие при количественном преобладании двухтрех. Большое количество бесцветных жгутиковых, мелких амеб и других мелких инфузорийГолодающий илМелкиеразмеры простейших, организмы становятся прозрачными, пищеварительные вакуоли их исчезают, частично инфузории превращаются в цистыИл при недостатке кислородаБольшое разнообразие жгутиковых. Коловратки неподвижные, застывшие в вытянутом состоянии, отмирающие
УстойчивостьбиоценозаВосстановительный потенциалбиоценозаОтносительно устойчивый биоценозВосстанавливается естественным путемв достаточно короткие срокиСлабоустойчивый биоценозВысокий потенциал естественного восстановленияНеустойчивый биоценозВозвращение в исходное состояние требует длительного времени или вообще невозможно естественным путем и необходимо выполнять комплекс работ по его восстановлению
Результаты оценки состояния активного ила и устойчивости биоценоза представлены таблице 2.Таблица 2Оценка состояния активного ила и устойчивости биоценоза
Аэротенк с внесенным подкормомКонтрольный аэротенкТип активного илаТип биоценозаТип активного илаТип биоценозаДо начала сезонаНитрофицирующийОтносительно устойчивыйУдовлетворительно работающийОтносительно устойчивый7 днНитрофицирующийОтносительно устойчивыйУдовлетворительно работающийСлабоустойчивый14 днНитрофицирующийОтносительно устойчивыйПерегруженный Слабоустойчивый21 днНитрофицирующийОтносительно устойчивыйПерегруженный Слабоустойчивый28 днУдовлетвориОтносительно устойчивыйПерегруженНеустойчивыйтельно работающийныйпри недостатке кислорода56 днУдовлетворительно работающийОтносительно устойчивыйПерегруженный
принедостатке кислородаНеустойчивый
3.Физикохимический контроль качества очисткисточных водСтепень и качество очисткисточных вод определяют по количественному содержанию азотав воде в формах NH4+, NO3и N02:
очень низкая степень очистки: азот находится в форме NH4+;
низкая степень очистки: азот находится в форме NH4+и N02;
средняястепень очистки: азот находится в форме N02(мало) и N03(много);
высокая степень очистки: азот находится в форме NO3(NH4+и N02отсутствуют).Результатыфизикохимического контроля качества очистки сточных вод представлены в таблице 3.Таблица 3Физикохимический контроль качества очистки
Форма азота в очищенной водеСодержание азота в очищенной воде, %Аэротенк с внесенным подкормомКонтрольный аэротенкДо начала сезона7дн14 дн21 дн28 дн56 днДо начала сезона7дн14 дн21 дн28 дн56 дн
NH4+
0,00,00,00,00,00,00,00,010,090,581,063,49
N02
0,00,00,00,00,040,060,060,081,674,488,4315,46
NO3
100,0100,0100,0100,099,9699,9499,9499,9198,2494,9490,5181,05
Полученные результаты позволяют сделать выводо том, что внесение ферментативных и витаминных подкормок в течение месяца до наступления периода значительныхсезонных колебаний нагрузок на очистных сооружениях позволяет стабилизировать в течение длительного времени рабочее состояние активного ила, а также повысить восстановительный потенциал и устойчивость биоценоза аэротенкови качество очистки стоков в целом.
Ссылки на источники1.Чжу О. П., Ракевич Ю. В. Повышение активности и устойчивости ила аэротенковочистных сооружений методом химического мутагенеза // Концепт. –2014. –Современные научные исследования. Выпуск 2. –ART 55013. –URL: http://ekoncept.ru/2014/55013.htm. –Гос. рег. Эл No ФС 7749965. –ISSN 2304120X. 2.Эпоян С.М.Производство работ поуменьшению коэффициента неравномерности для экологически надежной и эффективной работы систем водоотведения городов Южного берега Крыма / С.М.Эпоян, Ю.И.Штонда, А.Л.Зубко// Экологическая безопасность: проблемы и пути решения: IV междунар.наук.практ.конф., 812 сентября 2008 г.: сб.наук.статей.
Харьков: Райдер, 2008.
Т.1.
С. 399403.3.СтепановА.С. Интенсификация процессов биологической очистки на очистных сооружениях. Самара.//Водоснабжениеисанитарнаятехника.М.,2006.№9.4.NemethKatona, J. The Environmental Significance of Bioindicators in Sewage Treatment / J. NemethKatona// ActaPolytechnica Hungarica, 2008. –Vol. 5. –№ 3. –Р. 117–124.5.
Жмур, Н.С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками/Н.С. Жмур. –М.: АКВАРОС, 2003. –512 с.
