Парциальная нитрификация аммонийного стока в мембранном реакторе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.06, кандидат технических наук Стрельцов, Сергей Александрович

• Стрельцов, Сергей Александрович
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Стрельцов, Сергей Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность работы.

Цель и задачи исследований.

Научная новизна.

Практическая ценность.

Апробация работы.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. МЕМБРАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ ЗАГРЯЗНЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД.

1.1.1. Классические способы обработки стоков.

1.1.2. Мембранные реакторы.

1.2. ХАРАКТЕРИСТИКИ КОЛЬМАТАЦИИ.

1.2.1. Состав и структура жидкой смеси.

1.2.2. Механизм и математическая модель кольматации.

1.2.3. Влияние различных параметров смешанного стока на кольматацию.

1.3. РОЛЬ ТИПА ФИЛЬТРАЦИИ И УСЛОВИЙ УПРАВЛЕНИЯ В РАЗВИТИИ КОЛЬМАТАЦИИ.

1.3.1. Фильтрационный поток.

1.3.2 Конструкция и материал модуля биореактора с погружными мембранами.

1.3.3. Условия прерывистой фильтрации.

1.3.4. Зависимость между различными параметрами кольматации.

1.4. ПАРЦИАЛЬНАЯ НИТРИФИКАЦИЯ АММОНИЙНОГО СТОКА

В МЕМБРАННОМ РЕАКТОРЕ.

1.5. КОНФИГУРАЦИИ БИОПРОЦЕССОВ ПАРЦИАЛЬНОЙ НИТРИФИКАЦИИ.•.

1.5.1. Процесс парциальной нитрификации по нитритной схеме.

1.5.2. Процесс аноксического окисления аммония.

1.5.3. Процесс окисления аммония автотрофными бактериями при низких концентрациях кислорода.

1.5.4. Процесс одновременной нитрификации и денитрификации.

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Глава. 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

2.1 .МЕМБРАННЫЙ МОДУЛЬ И ПРОНИЦАЕМОСТЬ.

2.1.1 Характеристики мембранных модулей.

2.1.2 Характеристика стоков.

2.1.3 Операционные условия и управление кольматацией.

2.2. ХАРАКТЕРИСТИКА СМЕШАННОГО СТОКА.

2.3. ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПИЛОТНОЙ УСТАНОВКИ.

2.3.1 Анемометрия с нагреваемой пленкой.

2.3.2 . Гидродинамика и состояние активного ила.

Глава 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССОВ ФИЛЬТРАЦИИ.

3.1. ГАЗОВОЕ УДЕРЖАНИЕ В БИОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЕ.

3.2. МАССОПЕРЕДАЧА КИСЛОРОДА К МИКРООРГАНИЗМАМ АКТИВНОГО ИЛА.

3.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ БИОМАССЫ.

3.4. РАЗМЕР ФЛОККУЛ.

3.5. ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ НА МЕМБРАННЫЕ

СИСТЕМЫ.

Глава 4. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПАРЦИАЛЬНОЙ НИТРИФИКАЦИИ.

4.1. АДАПТИРОВАННЫЕ РЕЖИМНЫЕ УСЛОВИЯ.

4.1.1. Растворенныйлсислород

4.1.2. Гидравлическое время пребывание.

4.1.3. Температура.

4.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ , ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ НИТРИФИКАЦИИ.

4.2.1. Воздействие растворенного кислорода.

4.2.2. Воздействие гидравлического времени пребывания.

4.2.3. Воздействие температуры.

Глава 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПАРЦИАЛЬНОЙ НИТРИФИКАЦИИ.

5.1. СХЕМАТИЧЕСКАЯ КОНФИГУРАЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.

5.2. ОПИСАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ.

5.3. СТЕХИОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И ПОСТОЯННЫЕ КИНЕТИК,

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ.

5.4 ОЦЕНКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ.

5.4.1 Формы субстратов.

5.4.2 Процессы ингибирования.

5.4.3 Действие температуры.

5.4.4 Гидравлические параметры.

5.4.5 Идентификация параметров биологической кинетики.

5.4.6 Аммонийно-окисляющая популяция.

5.4.7 Нитрит-окисляющая популяция.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Парциальная нитрификация аммонийного стока в мембранном реакторе»

В настоящее время одну из основных загрязняющих субстанций окружающей среды образует азот и его соединения. Азотные загрязнения среды являются результатом чрезмерного сброса человеком примесей производных азота в атмосферу, открытые и подземные природные водные источники. Эти выбросы азотных загрязнителей в различные среды являются вредными < для здоровья людей, почвенных, и водных биологических ресурсов, и, следовательно, всего комплекса природной экосистемы. Продолжительное время биологическая наука пренебрегала разработкой мероприятий по- борьбе с ростом азотных загрязнений и влиянием их последствий на природные экосистемы. Однако в последние годы научные работы позволили определить требования, регламентирующие снижение нагрузок по азоту, поступающему со сточными водами. Эти работы основываются на стимулировании развития и совершенствования установок по очистке сточных вод, с одной стороны, и, с другой стороны, создании прогрессивных технологий с целью снижения количества сбрасываемых стоков и/или получения менее загрязненных стоков.

Таким образом, охрана окружающей среды требует разработки прогрессивных технико-технологических мероприятий, нацеленных на защиту водных и почвенных объектов от азотсодержащих загрязнений стоков предприятий и городов. Решение этой задачи требует увеличения производительности биореакторов, снижения стоимости и продолжительности природоохранных мероприятий, интенсификации процессов биологического окисления аммония и сокращения затрат на реализацию технологических процессов каждого этапа очистки.

Традиционная схема аэробной биологической очистки от азотных загрязнений включает последовательно этапы:

- этап нитрификации, в процессе которого при подаче кислорода происходит преобразование органического азота в аммонийный азот, затем аммонийного азота в нитриты, а нитритов - в нитраты;

- этап денитрификации, в процессе которого при отсутствии кислорода образуется свободный газообразный азот.

В настоящее время большое внимание привлекают новые методы удаления азотных загрязнений из стоков предприятий и населенных пунктов, в частности, такие как применение погружных фильтрующих мембран и организация в аэротенках парциальной нитрификации с помощью соответствующих родов микроорганизмов.

Предлагаемая схема биологической очистки с помощью парциальной нитрификации содержит этапы:

- этап нитрификации, в процессе которого при интенсивной подаче кислорода происходит преобразование органического азота в аммонийный азот, затем аммонийного азота в нитриты, причем обеспечивается получение их максимального количества;

- этап денитрификации (А1МОММАХ-процесс), в ходе которого при отсутствии кислорода из нитритов образуется свободный газообразный азот.

В процессе настоящих исследований процессов парциальной нитрификации в реакторе мембранного типа был определен ряд управляющих переменных параметров, обеспечивающих функционирование всей биологической системы. Проведенные параметрические измерения позволили оценить, как изменялось функционирование аэротенка при условии, когда один из параметров регулировался, а другие поддерживались постоянными.

Определены геометрические свойства мембранного модуля (сопротивление, проницаемость, пористость), гидравлические и аэрационные характеристики реактора (перемешивание, массоперенос, удержание газа и средний диаметр воздушных пузырей). Исследовано взаимодействие между аэрационный и гидравлической характеристиками мембранного реактора, реализующего процесс парциальной нитрификации.

Экспериментальная часть работы проводилась в два этапа. Сначала на искусственных моделях сточных вод осуществлялось тестирование различных условий фильтрации в биологических условиях, затем на реальных городских сточных водах и стоках предприятий АПК проводилась оценка результативности и сходимости данных экспериментов с результатами модельных исследований. Оптимизация парциальной нитрификации производилась с помощью трех операционных переменных: концентрации кислорода, гидравлического времени пребывания и температуры. Установлено, что оптимальными условиями накопления нитритов являются: концентрация кислорода 2—2,5 мг/л, гидравлическое время пребывания 6-7 ч, температура 30 °С, рН 8,65-8,95.

Результаты работы показали, что парциальная нитрификация является наивыгоднейшим методом обработки азотосодержащих сточных вод, т.к. позволяет снизить затраты энергии на аэрацию, ускоряет процесс денитрификации, уменьшает количество избыточного активного ила и исключает токсическое действие ингредиентов на микроорганизмы. Процесс сопровождается аккумулированием большого количества нитритов на начальном этапе, которые в дальнейшем практически исключают ингибирование микроорганизмов, участвующих в процессе биологической обработки.

Однако необходимо отметить, что управление процессами парциальной нитрификацией представляет собой значительные трудности, если не принять научно-обоснованных мер по поддержанию стабильной нитритной микрофлоры в течение длительного периода времени.

Цель и задачи исследований.

Цель работы - разработать и оптимизировать технологические режимы мембранного биореактора, функционирующего на режиме парциальной нитрификации аммонийного стока.

При выполнении работы были поставлены следующие задачи:

- изучить характеристики кольматации активно-иловой смеси и реологии активного ила аэрационных сооружений, оборудованных погружными фильтрационными мембранами;

- изучить зависимость между различными параметрами кольматациии и взаимодействие между гидродинамикой и флоккуляцией взвешенных частиц;

- исследовать влияние аэрации водно-иловой смеси на процессы фильтрации и степень очистки сточной воды в биологическом реакторе;

- исследовать гидродинамические характеристики и разработать конструктивные параметры и эксплуатационные режимы погружного мембранного модуля;

- исследовать механизм протекания парциальной нитрификации аммонийного стока в мембранном реакторе; определить влияние концентрации растворенного кислорода, гидравлического времени пребывания водно-иловой смеси и ее температуры на параметры процессов парциальной нитрификации;

- провести моделирование процессов парциальной нитрификации и проверить сходимость расчетных и экспериментальных данных;

- определить оптимальные режимы парциальной нитрификации в реакторе мембранного типа.

Научная новизна

Исследованы физико-химические характеристики процессов кольматации активно-иловой смеси в реакторах с погружными мембранными пластинами. Установлены факторы, влияющие на фильтрационную способность мембран и эффективность работы мембранного реактора, функционирующего на режиме парциальной нитрификации.

Определено влияние на кольматацию процессов флоккулирования активного ила, аэрации и степени рециркуляции водно-иловой смеси.

Определен критерий влияния микроорганизмов на коэффициент массопереноса вещества в реакторе, зависящий от площади поверхности раздела фаз, коэффициента массопередачи кислорода, состава биоценоза и физиологического состояния микроорганизмов.

Установлено распределение биомассы, иммобилизованной на твердых поверхностях реактора с погружными фильтрующими мембранами, и возможность формирования на них аноксических зон, способствующих денитрификации, отрыву пленки и снижению фильтрующей способности мембранного модуля.

Установлено, что наиболее эффективными факторами управления процессами мембранного реактора являются: концентрация растворенного кислорода, гидравлическое время пребывания биологической смеси и температура окружающей среды.

Разработана математическая модель процессов кольматации мембран реактора, работающего на режиме парциальной нитрификации, и показана адекватность модельных и экспериментальных данных, полученных в процессе испытаний.

Проведен широкий спектр расчетно-экспериментальных исследований процессов парциальной нитрификации аммонийного стока в мембранном реакторе.

Изучена микробиология, процессов нитрификации, характеристики нитрифицирующих штаммов и факторы, влияющие на рост и активность нитрифицирующих бактерий.

Установлено влияние, на процесс нитрификации физических факторов (концентрации растворенного кислорода, рН, концентрации продуктов окисления, содержание органических составляющих, возраста активного ила и размеров флоккул).

Разработана конфигурация биологических процессов, в том числе факторы и условия аккумуляции ЫСЬ" в процессе нитрификации, влияние штамма М^озошопаз, концентраций ЫН3 и азотистой кислоты, рН, температуры растворенного кислорода, времени гидравлического пребывания и возраста активного ила.

Создана математическая модель биологических процессов парциальной нитрификации в биореакторах с фильтрующими мембранами и проведено сравнение модельных и экспериментальных данных, показавшее высокую степень их сходимости, что свидетельствует о надежности разработанной модели и возможности ее использования в практике создания перспективных систем биологической очистки.

Практическая ценность.

Полученные результаты и выводы базируются на материалах теоретических, модельных и экспериментальных исследований биологических систем обработки азотосодержащих жидких отходов и позволяют с высокой степенью надежности рекомендовать их к практическому использованию в промышленных масштабах при создании новых и реконструкции действующих систем очистки сточных вод.

Апробация работы.

На основании проведенных исследований разработаны: «Методические рекомендации по определению влияния фильтрационных условий на результаты очистки сточных вод в биологическом реакторе с погружными мембранами» (Утв. 29 октября 2009 г Россельхозакадемией); «Методические рекомендации по оптимизации модели парциальной нитрификации аммонийного азота процессов аэробной биологической очистки» (Утв. 01 июля 2010 г Россельхозакадемией);

Материалы диссертационной работы доложены на Международном конгрессе "Вода: экология и технология — Экватек». Москва, июнь, 2010; Международной научно-практической конференции «Водоснабжение и водоотведение мегаполиса» Москва, 12-13 марта 2009; Международной конференции «Научные основы производства ветеринарных биологических препаратов» 9-11 декабря 2009 г, посвященной 40-летию ВНИТИБП. Щелково, 2009; Международной конференции «Качество воздуха и окружающей среды», 17-21 мая 2010, Самарканд; IV Всероссийской научно-практической конференции «Мониторинг природных экосистем», май 2010, Пенза.

Заключение диссертации по теме «Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)», Стрельцов, Сергей Александрович

выводы

1. Разработаны h оптимизированы технологические режимы мембранного реактора, функционирующего в режиме парциальной нитрификации' азотосодержащих городских сточных вод и стоков предприятий АПК.

2. Определены физико-химические характеристики процессов в мембранных реакторах и разработаны математические модели гидродинамических и аэродинамических процессов, влияющих на кольматацию фильтрующих мембран.

3. Установлено, что интенсивность процессов кольматации мембран возрастает при уменьшении возраста активного ила - при возрасте активного ила 60, 40 и 20 сут кольматация взвешенных веществ составляет 21, 30 и 39%, соответственно.

4. Установлено, что интенсивность кольматации снижается при увеличении концентрации взвешенных веществ, что объясняется способностью веществ, находящихся во взвешенном состоянии, формировать защитный фильтрующего слой на поверхности мембраны, который позволяет ограничивать поступление взвешенных кольматирующих веществ (при концентрациях взвешенных веществ 2, 3 и 5 г/л трансмембранное давление составляет 346,7; 185,7; и 100 Па/ч. соответственно).

5. Разработана оптимальная конфигурация биологических процессов в реакторе мембранного типа и определено влияние на условия аккумуляции нитритов в процессе парциальной нитрификации параметров: концентрации аммония и растворенного кислорода, рН-фактора, температуры, времени гидравлического пребывания и возраста активного ила.

6. Установлено, что газовое удержание пропорционально увеличивается с ростом поверхностной скорости газа, как в присутствии, так и при отсутствии биомассы в биологической системе, при этом газовое удержание в присутствии микроорганизмов более высокое, чем в чистой воде (в чистой воде ниже 5%, в присутствии биомассы более 7%).

7. В процессе исследования оптимизации процессов парциальной нитрификации в биореакторе из всех операционных переменных были выделены как наиболее приемлемые управляющие факторы: растворенный кислород, гидравлическое время пребывания и температура среды.

8. Установлено, что при снижении концентраций растворенного кислорода менее 4 мг/л концентрации нитритов существенно увеличивались (от 3 до 92%), в то время как концентрации нитратов непрерывно снижались.

9. Определено, что при повышенных значениях времени гидравлического пребывания накопление нитритов весьма незначительно, что свидетельствует о более продолжительном конвертировании нитритов в нитраты.

10. Испытания показали, что максимальное накопление нитритов имеет место при высокой аммонийной нагрузке и минимальной концентрации свободного аммиака (не более 2-3 мг/л).

11. Моделирование биологических процессов мембранного реактора, реализующего процессы парциальной нитрификации, выполненное на основе анализа балансов гидравлических потоков и компонентов среды, позволяет имитировать последовательные этапы нитритной и нитратной нитрификации, которые являются двумя процессами полной биологической очистки сточных вод.

12. Сопоставление результатов теоретической модели с экспериментальными результатами показывает, что расчетные данные хорошо сходятся с экспериментальными значениями (коэффициент корреляции г = 0,94-96), что свидетельствует о надежности разработанной модели и возможности ее использования в практике проектирования очистных сооружений.

165

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Стрельцов, Сергей Александрович, 2010 год

1. Барков A.B. Процесс флокуляции активного ила и механизмы деконтаминации в аэротенках. Сб. науч. тр. ВНИИВСГЭ. 1995, № 97, с. 115-120.

2. Бизей К., Борделиус А., Кабрал С. Иммобилизованные клетки и ферменты. М., Мир, 1988.

3. Биологическая очистка производственных сточных вод; Процессы, аппараты и сооружения/Под ред. C.B. Яковлева. М.: Стройиздат, 1985.

4. Варежкин Ю.М., Михайлова А.И., Терентьев A.M. Методы интенсификации процесса биологической очистки сточных вод. М., 1987.

5. Вейцер Ю.И., Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод. М: Стройиздат, 1984.

6. Велихов В., Рахмажан Ю.А., Воронов A.B. и др. Методы охраны подземных вод от загрязнения и истощения. М.: Недра, 1985, 320 с.

7. Виестур У.Э., Кристанпонс М.Ж., Былинкина Е.С. Культивирование микроорганизмов: Биоинженерные основы. М.: Пищевая промышленность, 1980.

8. Волова Т.Г. Экологическая биотехнология. Новосибирск, 1997, 141 с.

9. Воробьева Л.И. Техническая микробиология. М.: Изд-во МГУ, 1987, 168 с.

10. Ю.Воронович Н.В.; Налимова С.С. Химия и микробиология воды. Волгоград., 2003, 235 с.

11. П.Гареев Э.А. Особенности формирования и изменчивости экологических условий в прудах и малых водохранилищах. Екатеринбург, 2002.

12. Гарнаев А.Ю., Седых Л.Г. и др. под ред. Кринстонсона М. Биологическая очистка сточных вод и отходов сельского хозяйства. Динамические модели. Рига. 1991.

13. Гвоздев В.Д., Ксенофонтов Б. С. Очистка производственных сточных вод и утилизация осадков. М.: Химия, 1988. 112с.

14. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Высшая школа М: 2000. 478 с.

15. Гринин A.C., Орехов H.A., Новиков В.Н. Математическое моделирование в экологии. И., Юнити-Дана, 2003, 269 с.

16. Грищенко C.B., Газиева A.M., Филиппова H.A. Использование адаптированной микрофлоры для очистки сточных вод. Очистки воды. Тез. Докл. Конф. Киев. 1988, с. 99-100.

17. Данилович Д. А., Дайнеко Ф. А., Мухин В. А., Николаева Е. Б., Эпов А.Н. Удаление биогенных элементов. Водоснабжение и санитарная техника. 1998. №9. 10-13.

18. Данилович Д.А., Козлов М.Н., Мойжес О.В., Николаев Ю.А., Козакова Е.А., Грачев В.А. Анаэробное окисление аммония для удаления азота из высококонцентрированных сточных вод. Водоснабжение исанитарная техника. 2010, № 4, с. 49-54.

19. Дорофеев А. Г., Козлов M. Н., Данилович Д. А., Аджиенко Т. М., Рыбаков JI. А. Сравнительная оценка методов определения концентрации кислорода для контроля процессов биологической очистки сточных вод. Вода и экология, 2001. № 4. 18-26.

20. Емцев Е.Т., Мишустин E.H. Микробиология. М.: Дрофа, 2005.

21. Жмур Н.С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. М.Акварос, 2003.

22. Жмур Н.С. Управление процессом и контроль результата очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. М.:Луч, 1997.

23. Ивановский Р.Н. Биоэнергетика и транспорт субстрата у бактерий. М., Изд-во МГУ, 2001.

24. Канализация населенных мест и промышленных предприятий: Спр-к проектировщика под ред. В. Н. Самохина. М., Стройиздат, 1981.638 с.

25. Карелин А .Я., Жуков Д.Д., Журов В.Н., Репин Б.Н. Очистка производственных сточных вод в аэротенках. М., Стройиздат, 1983.

26. Карюхина Т. А., ЧурбановаИ. Н. Контроль качества воды. М., 1986.

27. Кичигин В.И. Агрегация загрязнений воды коагуляцией. М.: АСВ,1994.

28. Колесников В.П., Вильсон В.К Гордеев-Гавриков Е.В. Комбинированные сооружения с биофильтрами и аэротенками-отстойниками, ж-л «ЖКХ» № 12, Часть I., Москва, Россия, 2003.

29. Колесников В.П., Вильсон Е.В. Современное развитие технологическх процессов очистки сточных вод в комбинированных сооружениях: Под ред. Академика ЖКХ РФ В.К. Гордеева-Гаврикова. Ростов-на-Дону: Юг, 2005, 212 с.

30. Ксенофонтов Б.С. Химия и основы технологии очистки воды. М.: МГИЭТ, 1997. 87с.

31. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М., Химия, 1984.

32. Метод расчета аэротенков по кинетическим параметрам процесса. Репин Б. Н. Водоснабжение и санитарная техника. 1983. № 2. 8-10.

33. Мишуков Б. Г Схемы биологической очистки сточных вод от азота и фосфора/Методические рекомендации СПбГАСУ: СПб, 1995, 35 с.

34. Мишустин E.H., Емцев В.Г. Микробиология. М.: Колос, 1987.

35. Определитель бактерий Берджи. М.: Мир, 1997.

36. Зб.Осадчий В.Ф., Яременко Л.В. Циркуляционный аэротенк с инертным наполнителем. Сборник докладов Международного конгресса «ЭКВАТЭК-2006», Москва, 30 мая-2 июня, часть 2, с. 754-755.

37. Пахомов А.Н, Данилович Д.А. и др. Разработка и внедрение новых технологий очистки сточных вод и обработки осадка. Сборник докладов Международного конгресса «ЭТЭВК-2005», Ялта, 24-27 мая, с. 308-314.

38. Синицын А.П., Райнина Е.И., Лозинский В.И. и др. Иммобилизованные клетки микроорганизмов. М., Изд-во МГУ, 1994.

39. Строительные нормы и правила. Канализация, Наружные сети и сооружения. СНиП 2.04.03-85. М., 1986.

40. Тавартниладзе И.М., Клепикова В.В. Очистка сточных вод на биофильтрах. Киев: Будивельник, 1983.

41. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. М.: Дрофа, 2003.

42. Терентьев В.И., Павловец Н.М. Биотехнология очистки воды. В 2-ух частях. СПб.: Гуманистика, 2003. 272 с.

43. Хенце М., Армоэс П., Ля-Кур-Янсен Й., Арван Э. Очистка сточных вод: Пер. с англ. М.: Мир, 204. 480 с.

44. Химия промышленных сточных вод/Под ред. А. Рубина. М.: Химия, 1983. 360 с.

45. Чернобережский Ю.М. Основы микробиологии и химии воды. М., Наука, 1988.

46. Чурбанова И.Н. Микробиология. М., Высшая школа, 1987, 239 стр.

47. Чурбанова И.Н. Химия воды и микробиология. М.: Стройиздат, 1983.

48. Шлегель Г. Общая микробиология. М.: Мир, 1987.

49. Щербак Л.С., Степанова Л.Т. Методические указания к лабораторным занятиям по микробиологии. КГСХА, 1998.

50. Экологическая биотехнология/Под ред. К.Ф. Форстера, Д.А. Дж. Вейза. Л.: Химия, 1990. 384 с.

51. Эпов А.Н., Примин Д.И. Применение метода динамического моделирования для оптимизации аэрационной системы. Проекты развития инфраструктуры города. МосводоканалНИИпроект, Прима-Пресс. М., 2005.

52. Яковлев С.В., Карюхина Т. А. Биохимические процессы в очистке сточных вод. М., Стройиздат, 1980.

53. Яковлев СВ., Воронов Ю.В. Биологические фильтры. М.: Стройиздат, 1982.

54. Яковлев СВ., Карюхина Т.А. Биохимические процессы в очистке сточных вод. М.: Стройиздат, 1980. 200 с.

55. Abeling U., Seyfried С. F. Anaerobic-aerobic treatment of high-strength ammonia wastewater-nitrogen removal via nitrite. Water Sci. Technol., 1992, 26 (5-6), 1007-1015.

56. Ahn K.H., Song K.G., Application of microfiltration with a novel fouling control method for reuse of wastewater from a large-scale resort complex. Desalination, 2000, 129 207-216.

57. Akunna J.C., Bizeau C., Moletta R. Nitrate and nitrite reductions with anaerobic sludge using various carbon sources : glucose, glycerol, acetic acid, lactic acid and methanol. Water Res., 1993. 27, 1303 1312.

58. Albasi C., Bessiere Y., Desclaux S., Remigy J.C., Filtration of biological sludge by immersed hollow-fiber membranes: influence of initial permeability choice of operating conditions, Desalination. 2002, 146 427431.

59. Bac W., Back S.C., Chung J.W., Lee Y.W. Nitrite accumulation in batch reactor under various operational conditions. Biodégradation, 2002, 12, 359366.

60. Beccari M., Passino R., Ramadori R., Tandoi V. Kinetics of dissimilatory nitrate and nitrite reduction in suspended growth culture. J. Water Pollut. Control Fed, 1983. 55 (1), 58 64.

61. Bemardes R.S, Spanjers H, Klapwijk A. Modelling respiration rates in nitrifying SBR treating domestic wastewater. Environ. Technol., 1996, 17, 337-348.

62. Bernardes R.S, Spanjers H, Klapwijk A. Modelling respiration rate and nitrate removal in a nitrifying-denitrifying SBR treating domestic wastewater. Bioresour. Technol, 1999. 67, 177 189.

63. Bernet N, Sanchez O, Cesbron D, Steyer J.-P, Delgnes J.-P. Modeling and control of nitrite accumulation in a nitrifying biofilm reactor. Biochem. Eng. J, 2005. 24, 173- 183.

64. Beun J.J., Heijnen J.J., van Loosdrecht M.C.M. Nitrogen removal in a granular sludge sequencing batch airlift reactor. Biotechnol. Bioeng., 2001. 75, 82-92.

65. Biggs C.A., Lant P. A., Activated sludge flocculation : on mine determination of floe size and the effect of shear. Water Research. 2000. 34 2542-2550.

66. Bouhabila E.H., Ben Aim R., Buisson H., Fouling characterisation in membrane bioreactors. Separation and Purification Technology. 2001. 123132.

67. Bura R., Cheung M., Liao B., Finlayson J., Lee B.C.,. Droppo I.G, Leppard G.G. and Liss S.N., Composition of extracellular polymeric substances in the activated sludge floe matrix. Water Science and Technology. 1998. 37325-333.

68. Cecen F., Gonenc I.E. Nitrogen removal characteristics of nitrification and denitrification filters. Water Sci. Technol., 1994. 29 (10-11), 409 416.

69. Chang I., Lee C., Membrane filtration characteristics in membrane-coupled activated sludge system-the effect of physiological states of activated sludge on membrane fouling. Desalination. 1998. 120, 221-233.

70. Chang I.S, Fane A.G., Characteristics of micro filtration of suspensions with inter-fibre two-phase flow. J. Chem. Technol. Biotechnol. 2000. 75, 533540.

71. Cho B.D., Fane A.G., Fouling transients in nominally sub-critical flux operation of a membrane bioreactor. Journal of Membrane Science. 2002, 209,391-403.

72. Choi H., Zhang K., Dionysiou D.D., Oerther D.B., Sorial G.A., Influence of cross flow velocity on membrane performance during filtration of biological suspension. Journal of Membrane Science. 2005, 248, 189-199.

73. Choo K.H., Lee C.H., Hydrodynamic behavior of anaerobic biosolids during crossflow filtration in the membrane anaerobic bioreactor. Water Research. 1998. 32, 3387-3397.

74. Chua H.C., Arnot T.C., Howell J.A., Controlling fouling in membrane bioreactors operated with a variable throughput. Desalination. 2002. 149, 225-229.

75. Ciudad G., Rubilar O., Munoz P., Ruiz G., Chamy R., Vergara C., Jeison D. Partial nitrification of high ammonia concentration wastewater as a part of shortcut biological nitrogen removal process. Process Biochem., 2005. 40, 1715-1719.

76. Cui Z.F., Chang S., Fane A.G., The use of gas bubbling to enhance membrane processes. Journal of Membrane Science. 2003. 221, 1-35.

77. Defiance L., Jaffrin M.Y., Comparison between filtrations at fixed transmembrane pressure and fixed permeate flux: application to a membrane bioreactor used for wastewater treatment. Journal of Membrane Science. 1999, 152, 203-210.

78. Defrance L., Jaffrin M.Y., Reversibility of fouling formed in activated sludge filtration. Journal of Membrane Science. 1999. 157, 73-84.

79. Fane A.G., Chang S., Chardon E., Submerged hollow fibre membrane module-design options and operational considerations. Desalination. 2002. 146, 231-236.

80. Field R.W., Wu D., Howell J.A., Gupta B.B., Critical flux concept for microfiltration fouling. Journal of Membrane Science. 1995. 100, 259-272.

81. Gan Q., Evaluation of solids reduction and backflush technique in crossflow microfiltration of a primary sewage effluent. Resources-Conservation and Recycling. 1999.27, 9-14.

82. Gander M., Jefferson B., Judd S., Aerobic MBRs for domestic wastewater treatment: a review with cost considerations. Separation Purification Technology. 2000. 181,19-130.

83. Garcia-Ochoa F., Castro E.G., Santos V.E. Oxygen transfer and uptake rates during xantha gum production. Enzym. Microb. Technol., 2000. 27, 680 — 690.

84. Garrido J.M., van Benthum W.A.J., van Loosdrecht M.C.M and Hijnen J.J. Influence of dissolved oxygen concentration on nitrite accumulation in a biofilm airlift suspension reactor. Biotechnol. Bioeng., 1997. 53, 168 178.

85. Ghyoot W.,Vandaele S., Verstraete W. Nitrogen removal from sludge reject water with a membrane-assisted bioreactor. WaterRes. 1999. 33 (1), 23-32.

86. Gregory J., Eklund L., Horsley R.R., Floe Breakage and Re-formation in Concentrated Suspensions, 9th World Filtration Congress (2004) Nouvelle Orleans-Louisiane.

87. Hellinga C., Schellen A.A.J.C., Mulder J.W., van Loosdercht M.C.M., Heijnen, J.J. The process SHARON: an innovative method for nitrogen removal from ammonium-rich waste water. Water Sci. Technol. 1998. 37 (9), 135-142.

88. Hermia J., Constant pressure blocking filtration laws-Application to power-law non- Newtonian fluids. Trans. I. Chem. E 60 (1982) 183-187.

89. Hong S.P., Bae T.H., Talc T.M., Hong S., Randall A., Fouling control in activated sludge submerged hollow fiber membrane bioreactors. Desalination. 2002. 143, 219-228.

90. Howell J.A., Chua H.C., Arnot T.C, In situ manipulation of critical flux in a submerged membrane bioreactor using variable aeration rates and effects of membrane history. Journal of Membrane Science. 2004. 242, 13-19.

91. Jianlong W., Ning Y. Partial nitrification under limited dissolved oxygen conditions. Process Biochem., 2004. 39, (10), 1223-1229.

92. Krebser V., Moyer H.A., Fiechter A. A comparison between performance of continuously stirred tank bioreactors in a TORUS bioreactor with respect to highly viscous culture broths. J. Chem. Tech. Biotechnol., 1988. 43, 107 -116.

93. Kuai L.P., Versatete W. Ammonium removal by the oxygen-limited autotrophic nitrification-denitrification system. Appk Environ. Microbiol., 1998. 64(11), 4500-4506;

94. Lazarova V., Julien M., Laurent D., Jacques M. A novel circulating bed reactor: hydrodynamics, mass transfer and nitrification capacity. Chem. Eng. Sci., 1997. 52 (21-22), 3919-3927.

95. Le-Clech P, Jefferson B., Chang I.S., Judd S.J., Critical flux determination by the flux-step method in a submerged membrane bioreactor. Journal of Membrane Science. 2003. 227 81-93.

96. Le-Clech P, Jefferson B., Judd S.J., Impact of aeration, solids concentration and membrane characteristics on the hydraulic performance of a membrane bioreactor. Journal of Membrane Science. 2003. 218, 117-129.

97. Lee W., Kang S., Shin H., Sludge characteristics and their contribution to microfiltration in submerged membrane bioreactors. Journal of Membrane Science. 2003. 216, 217-227.

98. Liu R., Huang X., Sun Y.F., Qian Y., Hydrodynamic effect on sludge accumulation over membrane surfaces in a submerged membrane bioreactor. Process Biochemistry. 2003. 39, 157- 163.

99. Mikkelsen L.H., Keiding K., The shear sensitivity of activated sludge: an evaluation of the possibility for a standardized floe strength test. Water Research. 2002. 36, 2931-2940.)

100. Mosquera-Corral A., Gonzalez F., Campos J.L., Mendez R. Partial nitrification in a SHARON reactor in the presence of salts and oarganic carbon compounds. Process Biochem., 2005. 40, 3109 3118.

101. Mulder JW., van Loosdrecht MC., Hellinga C., van Kampen R. Full-scale application of the SHARON process for treatment of rejection water of digested sludge dewatering. Water Sci. Technol., 2001. 43 (11), 127 134.

102. Mulder JW., van Loosdrecht MC., Hellinga C., van Kampen R. Full-scale application of the SHARON process for treatment of rejection water of digested sludge dewatering. Water. Sci. Technol., 2001. 43 (11), 127 134.

103. Munch E.V., Lant P., Keller J. (1996). Simultaneous nitrification and denitrification in benchscale sequencing batch reactors. Water Res., 277 -284.(105)

104. Nagaoka H., Ueda S., Miya A., Influence of bacterial extracellular polymers on the membrane separation activated sludge process. Water Science Technology 34 (1996) 165-172. (106)

105. Ognier S., Wisniewski C., Grasmick A., Membrane bioreactor fouling in sub-critical filtration conditions: a local critical flux concept. Journal of Membrane Science. 2004. 229, 171-177.

106. Park J-S., Yeon K-M, Lee C-H., Hydrodynamics and microbial physiology affecting performance of a new MBR, membrane-coupled highperformance coupled reactor. Desalination. 2005. 172, 181-188.

107. Pinches A., Pallent L.J. Rate and yield relationships in the production of xanthan gum by batch fermentaitions using complex and chemically defined growth media. Biotech. Bioeng., 1986. 28, 1484 1496.

108. Pochana K., Keller J. Study of factors affecting simultaneous nitrification and denitrification (SDN). Water Sci. Technol., 1999. 39, 61 -68.

109. Pollice A., Laera G., Blonda M. Biomass growth and activity in a membrane bioreactor with complete sludge retention. Water Res., 2004, 38, 1799- 1808.

110. Pollice A., Tandoi V., Lestingi C. Influence of aeration and sludge retention time on ammonium oxidation to nitrite and nitrate. Water Res., 2002. 36, 2541-2546.

111. Priyali S., Steven D. K. Simultaneous nitrification-denitrification in a fluidized bed reactor. Water Sci. Technol., 1998. 38 (1), 247 254.

112. Pynaert IC., Smets B.F., Wyffels S., Beheydt D., Siciliano S.D., Verstraete W. Characterisation of an autotrophic nitrogen removing biofilm from highly loaded lab-scale rotating biological contactor. Appl. Environ. Microbiol., 2003. 69 (6), 3626 3635.

113. Pynaert IC., Smets B.F., Wyffels S., Beheydt D., Verstraete W. Startup of autotrophic nitrogen removing reactors via sequential biocatalyst addition. Environ. Sci. Technol., 2004. 38 (4), 1228 1235.

114. Pynaert K., Sprengers R., Laenen J., Verstraete W. Oygen-limited nitrification and denitrification in a lab-scale rotating biological reactor. Environ. Technol., 2002. 23 (3), 353 362.

115. Pynaert K., Wyffels S., Sprengers R., Boeckx P., Van Cleemput O., Verstraete W. Oxygen-limited nitrogen removal in a lab-scale rotating biological contactor treating an ammonium-rich wastewater. Water Sci. Technol., 2002. 45 (10), 357 363.

116. Rittmann B.E., Manem J.A. Developpement and experimental evaluation of a steadystate, multispecies biofilm model. Biotechnol. Bioeng., 1992.39,914-922.

117. Rosenberger S., Witzig R., Manz W., Szewzyk U., Kraume M. Operation of different membrane bioreactors : experimental results and physiological state of the microorganisms. Water Sci. Technol., 2002. 41, 269-277.

118. Ruiz G., Jeison D., Chamy R. Nitrification with high nitrite accumulation for the treatment of wastewater with high ammonia concentration. Water Res. 2003. 37 (6), 1371-1377.

119. Ruiz G., Jeison D., Chamy R. Nitrification-denitrification via nitrite accumulation for nitrogen removal from wastewaters. Bioresour. Technol., 2006. 97, 330-335.

120. Sheng-Kun C., Chin-Kun J., Sheng-Shung C. Nitrification and denitrification of high strengh ammonium and nitrite wastewaterwith biofilm reactors. Water Sci. Technol., 1991. 23, 1417- 1423.

121. Shon H. K., Vigneswaran S., Kim In S, Cho J., Ngo H. H., The effect of pretreatment to ultrafiltration of biologically treated sewage effluent: a detailed effluent organic matter (EfOM) characterization. Water Research. 2004. 38, 1933-1939.

122. Sliekers O.A., Third K.A., Abma W., Kuenen J.G., Jetten M.S.M. CANON and Anammox in a gas-lift reactor. FEMS Microbiol. Lett., 2003. 218, 339-344.

123. Smith S., Judd S., Stephenson T., Jefferson B. Membrane bioreactors-hybrid activated sludge or a new process? Membrane Technol., December 2003, 5-8.

124. Sozen S., Orhon D. A new approach for the evaluation of the maximum specific growth rate in nitrification. Wat. Res. 1996. Vol. 30, № 7,

125. Spanjers H., Vanrolleghem P.A., Olsson G., Dold P.L. Respirometry in control of the activated sludg process : Principles, IAWQ, Scientific and Technical Report. 1998. №7.

126. Spicer P.T., Keller W., Pratsinis S.E., The effect of impeller type on floe size and structure during shear-induced flocculation. Journal of Colloid and Interface Science. 1996. 184, 112-122.

127. Spicer P.T., Pratsinis S.E., Shear induced flocculation : the evolution of floe structure and the shape of the size distribution at steady state. Water Research. 1993.30, 1049-1056.

128. Strous M., Heijnen J.J., Kuenen J.G., Jetten M.S.M. The sequencing batch reactor as a powerful tool for the study of slowly growing anaerobicammonia-oxidizing microorganisms. Appl. Microbiol. Biotechnol., 1998. 50,589-596.

129. Surmacz-Gorska J., Cichon A., Minksch K. Nitrogen removal from wastewater with high ammonia nitrogen concentration via shorter nitrification and denitrification. Water Sci. TechnoL, 1997. 36 (10), 71 78.

130. Third K.A., Burnett N., Cord-Ruwisch R. Simultaneous nitrification and denitrification using stored substrate (PHB) as the electron donor in a SBR. Biotechnol. Bioeng., 2003. 83, 706 720.

131. Tseng C.-C., Thomas G. P., Koopman B. Effect of influent Chemical Oxygen Demand to Nitrogen ratio on a partial nitrification/complete denitrification process. Water Res., 1998. 32 (1), 165 173.

132. Turk O., Mavinic D. S. (1989). Maintaining nitrite build-up in a system acclimated to free ammonia. Water Res. 23 (11), 1383-1388.

133. Villaverde S., Fdz-Polanco F., Garcia P. A. Nitrifying biofilm acclimation to free ammonia in submerged biofilters. Start-up influence. Water Res., 2000. 34 (2), 602 610.

134. Villaverde S., Garcia-Ensina P.A., Polanco F. Influence of pH over nitrifying biofilm activity in submerged biofilters. Water Res., 1997. 31 (5), 1180- 1186.

135. Wen C., Huang X., Qian Y., Domestic wastewater treatment using an anaerobic bioreactor coupled with membrane filtration. Process Biochemistry. 1999.35,335-340.

136. Windey K., Inge D.B., Verstraete W. Oxygen-limited autotrophic nitrification/denitrification (OLAND) in a rotating biological contactor treating high-salinity wastewater. Water Res., 2005. 39, 4512 4520.

137. Wisniewski C ., Grasmick A., Floe size distribution in a membrane bioreactor and consequences for membrane fouling. Colloids and Surface A 1998, 138,403-411.

138. Wyffels S., Pynaert K., Boeckx P., Verstraete W., Van Cleemput O. Identification and quantification of nitrogen removal in a rotating biological contactor by 15N tracer techniques. Water Res., 2003. 37, 1252 1259.

139. Yang L., Alleman J.E. Investigation of batch-wise nitrite build-up by enriched nitrification culture. Water Sci. Technol., 1992. 26 (5-6), 997 -1005.

140. Yoo H., Ahn K.H, Lee H.J., Lee K.H., Kwak Y.J., Song K.G. Nitrogen removal from synthetic wastewater by simultaneous nitrification and denitrification (SDN) via nitrite in an intermittently-aerated reactor. Water Res., 1999. 33 (1), 145 154.