Совершенствование контактных биореакторов для очистки сточных вод тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.04, кандидат наук Пукемо, Михаил Михайлович

• Пукемо, Михаил Михайлович
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Пукемо, Михаил Михайлович

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................................................................................5

ГЛАВА 1. ПРИМЕНЕНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНТАКТНЫХ

БИОРЕАКТОРОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД..............................................................12

1.1. Классификация очистных сооружений с прикрепленной биомассой............12

1.1.1. Контактные реакторы с незатопленной загрузкой........................................................15

1.1.2 Контактные реакторы с периодически затопляемой загрузкой......................18

1.1.3. Контактные реакторы с затопленной загрузкой..............................................................19

1.2. Особенности прикрепленной биомассы........................................................................................26

1.3. Конструктивное исполнение контактных загрузочных материалов-

носителей биомассы......................................................................................................................................................28

Выводы по главе 1............................................................................................................................................................34

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ БИОПЛЕНКИ НА

БИОЗАГРУЗКАХ ПЕТЕЛЬНОГО И ЕРШОВОГО ТИПОВ................................................35

2.1. Разработка загрузки для контактных биореакторов..........................................................35

2.1.1. Определение формы биозагрузки....................................................................................................35

2.1.2. Определение высоты петли....................................................................................................................41

2.1.3. Параметры разработанной петельной биозагрузки......................................................48

2.2. Опытная установка с петельной и ершовой биозагрузкой........................................49

2.3. Исследование динамики роста биомассы....................................................................................51

2.3.1. Методика исследований............................................................................................................................51

2.3.2. Результаты исследований..........................................................................................................................53

2.4. Изучение структур и свойств биопленок, формируемых на загрузках петельного и ершового типов..............................................................................................................................56

2.4.1. Методика проведения микробиологических исследований................................56

2.4.2. Результаты исследований формируемых биопленок..................................................60

Выводы по главе 2............................................................................................................................................................73

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ КОНТАКТНОГО БИОРЕАКТОРА 74

В НАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ................................................................

3.1. Исследование кинетики окисления органических веществ......................................74

3.2. Исследование влияния неравномерности нагрузки на биоценоз........................79

Выводы по главе 3............................................................................................................................................................93

ГЛАВА 4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ПЕТЕЛЬНОЙ

ЗАГРУЗКИ В КОНТАКТНЫХ БИОРЕАКТОРАХ..................................................................95

4.1. Область применения петельной полимерной биозагрузки....................................95

4.2. Конструкции кассет петельной полимерной загрузки..................................................96

4.3. Технологические параметры петельной загрузки............................................................98

4.4. Размещение элементов биозагрузки в биофильтре........................................................101

4.5. Размещение элементов биозагрузки в контактном реакторе..................................103

Выводы по главе 4..................................................................................................................................................107

ГЛАВА 5. ВНЕДРЕНИЕ И ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОНТАКТНЫХ БИОРЕАКТОРОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕТЕЛЬНОЙ ЗАГРУЗКИ В

СОСТАВЕ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ....................................................................................108

5.1. Внедрение полимерной петельной загрузки на сооружениях с биофильтрами..................................................................................................................................................................................................................110

5.2. Внедрение полимерной петельной загрузки на сооружениях с контактными биореакторами................................................................................................................................................................112

5.3. Опыт эксплуатации контактных биореакторов с петельной загрузкой... 119

Выводы по главе 5................................................................................................................................................121

ГЛАВА 6. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРИМЕНЕНИЯ

РАЗРАБОТАННОЙ ПЕТЕЛЬНОЙ БИОЗАГРУЗКИ..............................................................122

Выводы по главе 6..................................................................................................................................................127

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..........................................................................................................................................................128

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ......................................131

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................................................................133

ПРИЛОЖЕНИЕ А....................................................................................................................................................146

ПРИЛОЖЕНИЕ Б....................................................................................................................................................147

ПРИЛОЖЕНИЕ В....................................................................................................................................................148

ПРИЛОЖЕНИЕ Г................................................................................................................................................149

ПРИЛОЖЕНИЕ Д................................................................................................................................................150

ПРИЛОЖЕНИЕ Е................................................................................................................................................151

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж................................................................................................................................................152

ПРИЛОЖЕНИЕ И................................................................................................................................................153

ПРИЛОЖЕНИЕ К................................................................................................................................................154

ПРИЛОЖЕНИЕ Л..................................................................................................................................................158

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование контактных биореакторов для очистки сточных вод»

Актуальность темы исследования.

Интенсивная урбанизация территорий, расположенных вне зон обслуживания централизованными системами водоотведения обуславливает необходимость развития систем и сооружений для отведения и очистки сточных вод с малым притоком. Особенность таких сточных вод состоит в высокой неравномерности поступления в течение суток и года в целом, как по объему, так и по содержанию загрязняющих веществ. При этом, система нормативных требований, предъявляемых к системам очистки малых потоков сточных вод в части качества очищенной воды, включая биогенные элементы, не отличается от требований к централизованным очистным сооружениям.

В этих условиях общепринятым решением является применение, как наиболее универсальных, биологических процессов деструкции органических загрязняющих веществ и удаления биогенных элементов. Поскольку биологические процессы очистки воды относятся к медленным, то в условиях значительной неравномерности притока возникает необходимость устройства дополнительных регулирующих емкостей, что приводит к увеличению строительных объемов и стоимости очистных сооружений.

Наиболее распространенным технологическим решением для малых очистных сооружений является биологическая очистка в аэротенках с активным илом. При недостаточной стабилизации притока сточных вод свободно плавающий активный ил может выноситься из сооружений или осаждаться, что вызывает технологическое нарушение процесса очистки сточных вод [8,19,22,67].

Анализ существующих систем очистки малых потоков сточных вод показывает, что очистные сооружения с использованием контактных биореакторов в наибольшей мере соответствуют особенностям этих вод [30,94,110,120].

На основе обобщения отечественного и зарубежного опыта строительства, проектирования и эксплуатации очистных сооружения для малых населенных

мест, актуальным направлением представляется совершенствование контактных биореакторов на основе исследований, разработки и создания элементов и конструкций устройств для формирования и эффективного использования прикрепленной биомассы.

Степень разработанности темы исследования.

Вопросы совершенствования работы сооружений биологической очистки широко освещены в работах В.Н.Швецова, Э.С.Разумовского, Н.А.Залетовой, С.В.Степанова, В.И.Баженова, Н.С.Жмур, А.А.Денисова. Существенный вклад в исследование работы биореакторов и формирования биоценозов внесли работы Ю.В. Воронова, И.И. Иваненко, Д.А.Даниловича, М.Н.Козлова, В.П. Саломеева, Ю. А. Феофанова, H.J. Choi, M. Henze, R. Lemaire, H. Odegaard, B. Young.

Однако применение новых загрузочных материалов в контактных биореакторах и особенности формирования на них биоценозов требует дополнительного исследования.

Объект исследования. Малые биологические канализационные очистные сооружения.

Предмет исследования. Процесс биологической очистки сточных вод от органических веществ и азотных соединений в контактных биореакторах.

Цель работы - научное обоснование разработки и применение нового типа загрузки для интенсификации процесса очистки сточных вод в контактных биореакторах.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

- изучить и проанализировать принципы работы и конструктивные решения существующих контактных биореакторов с прикрепленными микроорганизмами для очистки сточных вод;

- разработать и создать новый тип биозагрузки из полимерных материалов для контактных биореакторов, обладающей высокой удельной поверхностью и биостойкостью, обеспечивающей интенсивный рост и прикрепление биоценоза;

- исследовать условия формирования, структуру и видовой состав организмов-индикаторов биоценоза контактных биореакторов при работе с новым типом загрузки;

- изучить эффективность снижения органических загрязняющих веществ на новом типе загрузки;

- изучить влияние на биоценоз биопленки неравномерности поступления органических загрязнителей в контактных биореакторах с предлагаемой загрузкой;

- разработать рекомендации по применению контактных биореакторов с разработанной биозагрузкой для интенсификации процессов очистки сточных вод;

- провести исследования работы биореакторов с использованием предлагаемой загрузки в натурных условиях;

- провести экономический анализ результатов применения предлагаемого типа загрузки из полимерных материалов в контактных биореакторах в составе сооружений биологической очистки сточных вод.

Научная новизна:

- предложен новый подход к увеличению удельной поверхности контактного материала путем создания многоуровневой петельной структуры из порошково-волокнистых полимерных материалов;

- получены новые результаты о составе биоценоза биопленки, формирующейся на многоуровневой поверхности загрузки петельного типа;

- установлено, что в петлеобразных структурах загрузки биопленка характеризуется пространственным направленным ростом сообщества микроорганизмов, формирующих матрикс, к противоположной части петли, образуя мостики;

- определены кинетические закономерности очистки сточных вод в контактных биореакторах с многоуровневой петельной загрузкой в натурных условиях, положенные в основу проектирования очистных сооружений.

Теоретическая и практическая значимость работы:

- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность интенсификации процессов биологической деструкции органических загрязняющих веществ путем создания загрузочного материала с большой удельной поверхностью и формирования на нем структурированного многоуровневого биоценоза;

- экспериментально доказано наличие фрактальных мостиков микроорганизмов, формируемых на разработанной загрузке, и их устойчивого пространственного роста, что способствует повышению количества биомассы, исключая факторы ее заиливания и повышая эффективность гидродинамического массообмена;

- доказана устойчивость прикрепленного биоценоза, сформированного на поверхности разработанной загрузки, к изменяющемуся объему и составу очищаемых сточных вод за счет его многоуровневого роста и высокой степени внутреннего массообмена в контактном биореакторе;

- разработаны рекомендации по применению петельной загрузки в контактных биореакторах для очистки сточных вод;

- разработана и внедрена новая конструкция загрузки петельного типа из порошково-волокнистых материалов и метод ее создания, отличающаяся высокой удельной поверхностью для прикрепления биоценоза, биостойкостью, возможностью формирования многоуровневой биопленки с активным матриксом (патент на полезную модель №152194 «Биологическая загрузка для биореактора»);

- разработана и внедрена новая конструкция контактного биореактора с петельной загрузкой, обеспечивающего глубокую биологическую очистку сточных вод и обладающего технологической устойчивостью к неравномерности гидравлической нагрузки (патент на изобретение № 2620974 «Биореактор для очистки сточных вод»).

Методология и методы исследования. Для решения поставленных задач проводились теоретические и экспериментальные исследования на модельных растворах и реальных сточных водах в лабораторных и натурных условиях по стандартным методикам. Методология исследований включала изучение теоретических основ процессов биологической очистки сточных вод, обобщение практического опыта и формирование на этой основе положений рабочей гипотезы. Теоретической основой исследований являлись фундаментальные положения закономерностей биологической очистки сточных вод прикрепленной биопленкой в загрузке контактного биореактора. Экспериментальной основой исследований служили лабораторные установки и действующие сооружения биологической очистки сточных вод.

Положения, выносимые на защиту:

— научное обоснование создания нового типа биозагрузки для контактного биореактора с многоуровневой поверхностью из полимерных материалов;

— результаты исследований биоценоза биопленки, формирующегося на предлагаемой загрузке;

— результаты экспериментальных исследований работы контактных реакторов с новым типом биозагрузки;

— рекомендации по применению петельной загрузки в контактных биореакторах для очистки сточных вод;

— результаты технико-экономической оценки применения разработанной петельной загрузки из порошково-волокнистых материалов.

Степень достоверности результатов исследования.

Оценка достоверности результатов исследования выявила: для экспериментальных исследований результаты получены на сертифицированном оборудовании, показана воспроизводимость результатов исследований в различных условиях; теория согласуется с опубликованными экспериментальными данными по теме диссертации; установлено качественное совпадение авторских результатов с результатами, представленными в

независимых источниках по данной тематике; использованы современные методики сбора и обработки исходной информации.

Апробация работы. Основное содержание работы обсуждалось и докладывалось на конференциях: X научно-техническая конференция «Яковлевские чтения» (16 марта 2015г., Москва), Конференция «Актуальные вопросы сферы водоотведения и водоочистки. Современные процессы проектирования, строительства и эксплуатации очистных сооружений» (9 февраля 2016, Симферополь), XII Международная научно-техническая конференция «Яковлевские чтения» (16 марта 2017г., Москва), Российская конференция «Об опыте модернизации систем водоснабжения и водоотведения в ЖКХ и промышленности» (9-10 октября 2017г., Ялта), Межрегиональная конференция «XI Ежегодная научная сессия аспирантов и молодых ученых (20-22 ноября 2017г., Вологда), 8 специализированная выставка и конгресс «Чистая вода» (30 ноября -2 декабря 2017г., Казань), Международная конференция «Обращение с органическими отходами: опыт и перспективы» (16 февраля 2018г., Москва), Международная конференция «Водоснабжение и водоотведение населенных мест и промышленных предприятий: эффективные решения и технологии» (25-27 сентября 2018г., Москва) и другие.

Личный вклад автора состоит в постановке цели и задач диссертационного исследования, разработке экспериментальных стендов и установок, разработке программ и проведении научных экспериментов, обработке и интерпретации полученных результатов, подготовке основных публикаций по выполненной работе и апробации результатов исследования.

Область исследования соответствует требованиям паспорта научной специальности 05.23.04 - «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов» пункт 3 - «Методы очистки природных и сточных вод, технологические схемы и конструкции используемых сооружений, установок, аппаратов и механизмов».

Внедрение результатов работы. По результатам работы разработанная полимерная петельная загрузка внедрена в ряд типов серийно выпускаемых

очистных сооружений для индивидуальной жилой застройки и коттеджных поселков.

Публикации по результатам исследований: По результатам выполненных исследований опубликовано 12 работ, в том числе 3 работы опубликованы в журналах, входящих в «Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук», патент РФ на полезную модель №152194 «Биологическая загрузка для биореактора», патент РФ на изобретение № 2620974 «Биореактор для очистки сточных вод». В диссертации использованы результаты научных работ, выполненных автором - соискателем ученой степени кандидата технических наук - лично и в соавторстве. Список опубликованных научных работ М.М. Пукемо (лично и в соавторстве) приведен в Приложении Л.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 160 страницах машинописного текста и состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы, включающего 121 наименование, в том числе отечественных и зарубежных литературных источников. Работа иллюстрирована 20 таблицами и 63 рисунками.

ГЛАВА 1. ПРИМЕНЕНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНТАКТНЫХ БИОРЕАКТОРОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Развитие планктона и водорослей с последующей эвтрофикацией водных объектов является следствием поступления в них соединений азота и фосфора с недостаточно очищенными сточными водами. Это приводит изменению кислородного режима и деградации водных экосистем [12, 19, 36].

При этом доля нормативно очищенных сточных вод в общем объеме очищаемых сточных вод в РФ составляет лишь 12 %, остальные являются недостаточно очищенными (69 %) или сбрасываются без очистки (19 %) [20,45]. Доля малых населенных пунктов, оснащенных системами централизованного водоотведения, составляет лишь 5%. Существующие сети и очистные сооружения находятся в крайне изношенном состоянии или не функционируют, что требует их модернизации или нового строительства [15,51].

Появление новых материалов и совершенствование автоматизации технологических процессов, получившей новое качественное развитие благодаря программируемым контроллерам с микропроцессорным управлением, позволяет заново пересмотреть концепцию КОС с применением последних достижений научно-технического прогресса [1,2,17,66,76]. Важным при этом остается обеспечение эффективной степени очистки при экономической обоснованности и доступности применяемых решений [26,34].

Для малых КОС с учетом их эксплуатационных особенностей более перспективными являются сооружения с контактными биореакторами.

1.1. Классификация очистных сооружений с прикрепленной биомассой

Методы биологической деструкции растворенных органических веществ разделяются по присутствию кислорода на анаэробные и аэробные [2,3,19,72,73]. Процессы аэробной биологической очистки могут протекать в реакторах с биопленками и/или активным илом, а также в биопрудах [83]. Все эти процессы

основаны на способности микроорганизмов трансформировать органические вещества в стабилизированные, низкоэнергетические соединения [80,86].

Наиболее распространенным технологическим решением для малых КОС является биологическая очистка в аэротенках с активным илом. Данное решение успешно зарекомендовало себя в компактных установках типа КУ работающих в режиме продленной аэрации [52].

Однако резкое повышение гидравлической нагрузки на сооружения с активным илом при низком уровне технологического контроля приводит к вымыванию активного ила из аэротенков и вторичных отстойников, снижению его рабочей дозы, нарушению технологического процесса, изменению массового баланса. Подобные сложности могут возникать и в условиях обильного выпадения атмосферных осадков и снеготаяния с последующей инфильтрацией вод в изношенные канализационные сети. Отсутствие или недостаточный технологический контроль также может приводить к снижению эффективности очистки сточных вод. Такие сложности характерны для большинства малых КОС, на которых зачастую применяются технологии биологической очистки со свободноплавающим активным илом.

Технологические решения с прикрепленным на поверхности загрузки биоценозом позволяют решить перечисленные выше сложности, в сравнении с активным илом он обладает рядом преимуществ: устойчив к вымыванию из реактора, адаптивен к работе с низкоконцентрированными сточными водами, более стабильный видовой состав, увеличенные концентрации биомассы [5,7,38,70,74].

При этом биопленки могут переносить повышение массовой органической нагрузки, воздействия токсинов за счет защиты биоценоза матриксом биопленки. Выстраивание многоуровневых трофных цепочек и сложная структура биопленки позволяет обеспечить более глубокое окисление органических соединений, подавить влияние факторов внешней среды, обеспечить стабильную работу сооружений [49].

Процессы окисления, проходящие в контактном биореакторе, аналогичны процессам естественной биологической очистки (поля орошения и поля фильтрации), но значительно интенсифицированы. Производительность контактного биореактора определяется площадью поверхности, занятой биопленкой, и возможностью свободного доступа кислорода к ней. Увеличение активной удельной поверхности приводит улучшенному доступу кислорода и повышению окислительной мощности. Скорость деструкции трудно-окисляемых органических соединений в биофильтрах может превышать аналогичные параметры работы аэротенков [16]. Биопленка может быть сформирована как на неподвижном, так и на подвижном носителе [18,46,58,76,78,99,118,119].

При этом реализация технологических схем с биозагрузкой позволяет применять ее как на уже существующих сооружениях, так и на вновь строящихся. Возможно комбинирование биомасс при монтаже биозагруки в аэротенки, в таком случае формируется два вида биоценоза: свободно плавающий ил аэротенка и прикрепленная биомасса, сформировавшаяся на биозагрузке. В таких схемах можно регулировать соотношение «ил/биопленка», что дает дополнительный технологический инструмент для повышения эффективности очисти хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод.

Типы контактных биореакторов [6,11,14,65,70,74,79,96] с прикрепленным биоценозом приведены на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Классификация контактных биореакторов по типу аэрации и свойствам носителей прикрепленной биомассы

1.1.1. Контактные реакторы с незатопленной загрузкой

К реакторам данного типа относят следующие реакторы:

1. С естественной аэрацией:

• капельные биофильтры,

• биофильтры-стабилизаторы,

• башенные биофильтры;

2. С принудительной аэрацией:

• высоконагружаемые фильтры (аэрофильтры).

Капельный (оросительный или перколяторный) биофильтр - непрерывно работающий биопленочный реактор, состоящий из емкости, заполненной фильтрующим материалов, через которую осуществляется фильтрование сточных

вод, подаваемых через распределительные устройства. Данное сооружение применяется для биологической очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод уже около ста лет [68].

Биофильтры могут быть в плане круглые, прямоугольные, квадратные. Сточная жидкость поступает в биофильтр через распределительные устройства, способствующие равномерному орошению биозагрузки. Проходящий процесс биофильтрации позволяет обеспечить максимальный контакт биопленки и частиц воды, содержащих питательный субстрат. Через нижний дренаж обеспечивается естественная вентиляция сооружения [76].

Биофильтры-стабилизаторы представляют собой модификацию биологических фильтров с плоскостной загрузкой. Работа биофильтров-стабилизаторов интенсифицирована за счет неоднократной циркуляции биопленки вместе с очищаемой водой. В результате обеспечивается глубокая деструкция загрязнений и стабилизация избыточной биомассы. Здесь биомасса представлена двумя видами - прикрепленной на поверхности загрузки и циркулирующей биопленки.

Башенные биофильтры являются модификацией капельных. Интенсификация очистки в них обеспечивается за счет улучшенной воздушной тяги в результате естественной аэрации. Высота таких сооружений составляет от 8 до 16 метров и основной экономический эффект достигается за счет отсутствия расходов на аэрацию. Эффект очистки нормально работающих башенных биофильтров может достигать по БПК20 90 % и более.

Высоконагружаемые биофильтры (аэрофильтры) за счет лучшего воздухообмена и незаиливаемости загрузки обладают большей относительно капельных окислительной мощностью, которая составляет 0,75 - 2,25 кг БПК/(м3-сут.). В аэрофильтрах крупность загрузочного материала составляет 4070 мм, рабочая высота загрузки - 2-4 м, гидравлическая нагрузка -10-30 м3/(м2сут) [10,76,102,121]. В таблице 1.1 приведены характеристики различных типов капельных биофильтров.

Таблица 1.1

Характеристики различных видов биофильтров

о

с незатопленной загрузкой (при 20 С) [98]

Режим эксплуатации Низкая нагрузка Средняя нагрузка Высокая нагрузка Супер высокая нагрузка Предо-чистка

Загрузка Камни Камни Камни Пластик Камни/Пл астик

Гидравлическая нагрузка, м3/(м2 -сут) 1 - 4 3 - 10 10 - 40 12 - 70 45 - 185

Нагрузка, кгБПК/(м3-сут) 0,1 - 0,4 0,2 - 0,5 0,5 - 1 0,5 - 1,6 До 8

Рецикл очищенной воды Минимальный Иногда Всегда * Всегда Всегда

Наличие мух в корпусе фильтра Много Кол-во меняется Кол-во меняется Немного Немного

Потеря биопленки Прерывисто Кол-во меняется Непрерывно Непрерывно Непрерывно

Глубина, м 1,8 - 2,5 1,8 - 2,5 0,9 - 3 3 - 12 0,9 - 6

Эффективность снижения БПК, % 80 - 85 50 - 70 65 - 80 65 - 85 40 - 65

Нитрификация Интенсивная Частичная Частичная Ограниченная Отсутству ет

*Рециркуляция сточных вод обычно не требуется при их обработке в анаэробных реакторах

Недостатком биореакторов с незатопленной загрузкой является нестабильность при высокой неравномерности поступления сточных вод, что особенно характерно для малых сооружений. Это приводит к подсыханию загрузки в биофильтрах, изменению температурного режима, заиливанию загрузочного материала. Рециркуляция очищенных сточных вод в часы минимального притока сточных вод может решить данную проблему, однако это приводит к дополнительным энергозатратам [23].

Еще одним недостатком биофильтров является ограниченность контактной рабочей зоны неподвижных биопленок. Протекающая жидкость контактирует лишь с частью биомассы, протекая мимо обратной стороны загрузочного материала, что негативно сказывается на расположенной там биомассе.

В результате микроорганизмами биопленки потребляется только проходящее через них вещество. Осуществляется данный процесс при помощи

молекулярной диффузии, которая на практике часто лимитирует процесс очистки в биофильтре [76].

1.1.2 Контактные реакторы с периодически затопляемой загрузкой

К реакторам данного типа относят вращающийся биологический контактор (Rotating Biological Contactor - RBC), известный также как дисковый биофильтр [51,76]. Дисковый биофильтр состоит из ряда близко расположенных (смонтированных бок о бок), пластмассовых (синтетических) дисков, как правило, около 3,5 м в диаметре и прикрепленных к вращающемуся горизонтальному валу (рисунок 1.2). Несмотря на то, что носитель, на котором прикреплена биопленка вращается, сама биопленка неподвижна относительно носителя, как в капельных биофильтрах [107].

Рисунок 1.2 - Типовая конфигурация дискового биофильтра [93]: 1 - диски; 2 - перегородки; 3 - приводы дисков; 4 - подача сточных вод на очистку; 5 -

выход очищенной воды

Примерно 40% каждого диска погружают в резервуар с очищаемой сточной водой. При вращении дисков прикрепленная на их поверхности биопленка периодически погружается в сточную воду. При погружении в сточные воды протекает окисление органических веществ микроорганизмами биопленки, при

поднимании - насыщение необходимым для биохимических процессов кислородом.

Дисковые биофильтры обычно дают достаточно высокую эффективность очистки по БПК5 на 85-95%, по взвешенным веществам - до 85-95%.

В таблице 1.2 приведены данные для расчета дисковых биофильтров.

Таблица 1.2

Параметры расчета для дисковых биофильтров (при 20oC) [98]

Режим эксплуатации Снижение БПК Снижение БПК и нитрификация Только нитрификация

Гидравлическая нагрузка, м3/(м2-сут) 0,08 - 0,16 0,03 - 0,08 0,04 - 0,10

Нагрузка на поверхность по органике (БОЬЯ), грБПКрастворим/(м2 ■ сут) 3,7- 9,8 2,4-7,3 0,5-1,5

Нагрузка на поверхность по органике, грБПК/(м2-сут) 9,8 - 17,2 7,3 - 14,6 1,0 - 2,9

Максимальная БОЬЯ на первом этапе, грБПКрастворим/(м2 ■ сут) 19 - 29(14*) 19 - 29 (14*) -

Максимальная БОЬЯ на первом этапе, грБПК/(м2-сут) 39 - 59 (30*) 39 - 59 (30*) -

Нагрузка на поверхность по азоту, грК-№+/(м2-сут) - 0,7 - 1,5 1,0 - 2,0

Время гидравлического контакта, час 0,7 - 1,5 1,5 - 4 1,2 - 2,9

БПК очищенных сточных вод, мг/л 15 - 30 7 - 15 7 - 15

Концентрация N-N^4+ в очищенных сточных водах, мг/л - <2 <2

*типовые проектные значения

1.1.3. Контактные реакторы с затопленной загрузкой

К реакторам данного типа относят следующие реакторы [64]: 1. С аэрацией:

• С неподвижным носителем:

- BIOFOR® процессы;

- BIOSTYR® процессы.

• С подвижным носителем:

- Kaldnes процесс;

- METEOR® процесс, комбинированные системы;

- Биореакторы с псевдоожиженным (взвешенным) слоем.

2. Без аэрации:

• Анаэробные биореакторы с подвижным и неподвижным слоем,

• Биореакторы с псевдоожиженным (взвешенным) слоем.

Процесс ВюЮг - это одна из технологий компании Degrëmont. Сточные воды на очистку подаются непрерывно вниз реактора и распределяются через весь объем фильтра через специальные колпачки, которые снизу непрерывно аэрируются (рисунок 1.3). Сточные воды проходят через загрузку ВюШе, на которой развивается биопленка. Растворенные органические и азотосодержащие вещества задерживаются биопленкой в процессе цикла фильтрования [64].

Рисунок 1.3 - Процесс ВюЮг [64]: 1 - поступление сточных вод; 2 - выход очищенной воды; 3 - загрузка ВюШе; 4 - воздух; 5 - сточные воды; 6 - подача воздуха для процесса; 7 - подача воздуха для промывки; 8 - аэратор;

9 - вода от промывки; 10 - промывная вода; 11 - насос

Использование конструкции с восходящим прямоточным потоком помогает ограничить образование запаха, так как очищенная вода находится на поверхности фильтра (в контакте с атмосферой), а неочищенная вода поступает в

нижней части фильтра. Так как фильтры могут быть выведены из эксплуатации, когда в них нет потребности, эксплуатационные расходы (за счет сокращения производства технологического воздуха) могут быть уменьшены.

Зависимость показателей очистки процесса ВюГог от технологического режима приведена в таблице 1.3.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Пукемо, Михаил Михайлович, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Баженов, В.И. Использование комплексов имитационного моделирования для технологий очистки сточных вод / В.И. Баженов, А.Н. Эпов, И. А. Носкова // Водоснабжение и санитарная техника. - 2014. - № 2. - С.62-71.

2. Баженов, В.И. Проектирование современных комплексов биологической очистки сточных вод / В.И. Баженов, А. А. Денисов //Экология и промышленность России. - 2009. - № 2. - С.26-31.

3. Васильев, Б.В. Технология биологического удаления азота и фосфора на станциях аэрации / Б.В. Васильев, Б.Г. Мишуков, И.И. Иваненко, Е.А. Соловьева // Водоснабжение и санитарная техника. - 2001. - № 5. часть 1. - С. 22-25.

4. Винарский, М.С. Планирование эксперимента в технологических исследованиях / М.С. Винарский, М.В.Лурье. - Техшка, 1975. - 168 с.

5. Воронов, Ю.В. Биологические окислители / Ю.В. Воронов, Н.А. Залетова, Г.Ш. Чембулатова // Вода и экология: проблемы и решения. - 2016. - № 4 (68). -С.44-47.

6. Воронов, Ю.В. Водоотведение: учебное издание / Ю.В. Воронов, Е.В. Алексеев, Е.А. Пугачев. - М.: АСВ, 2014. - 416 с.

7. Вострова, Р.Н. Использование кассет с носителем биомассы на сооружениях очистки сточных вод / Р. Вострова, А. Роденко, Д. Макаров // Вода magazine. - 2015. - № 8 (96). - С. 20-23

8. Вострова, Р.Н. Применение иммобилизационной загрузки для интенсификации биологической очистки сточных вод / Р.Н. Вострова, А.В. Роденко // Вода Magazine. - 2018. - № 2 (126). - С.32-36.

9. Гинцбург, А.Л. Quorum sensing, или социальное поведение бактерий / А.Л. Гинцбург, Т.С. Ильина, Ю.М. Романова // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. - 2003. - № 5. - C. 86-93.

10. Гогина, Е.С. Интенсификация процессов удаления соединений азота из сточных вод на биофильтрах / Е.С. Гогина, О.В. Янцен, О.А. Ружицкая, В.

Дабровски, Р. Жилка, Д. Боружко // Вода и экология: проблемы и решения. - 2016.

- № 3 (67). - С.35-45.

11. Гогина, Е.С. Удаление азота в модели циркуляционного окислительного канала при пониженном содержании органики в сточных водах / Е.С. Гогина, И.А. Гульшин // Водоснабжение и санитарная техника. - 2017. - №12. - С.26-33.

12. Гогина, Е.С. Удаление биогенных элементов из сточных вод: монография / Е.С. Гогина. - М.: Изд-во: АСВ, 2010. - 120 с.

13. Данилович, Д.А. Сравнительный анализ методик расчета сооружений биологической очистки сточных вод с удалением азота / Д.А. Данилович, А.Н. Эпов // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. - 2017. - № 4 (112). - С.28-40.

14. Данилович, Д.А. Технология аэробного гранулированного ила / Д.А. Данилович // Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения.

- 2017. - № 3. - С. 51-54.

15. Дзюбо, В.В. Причины неудовлетворительной работы малых канализационных очистных сооружений (КОС) / В.В. Дзюбо, Л.И. Алферова // Водоочистка. - 2015. - № 3. - С. 34-40.

16. Долина, Л.Ф. Реакторы для очистки сточных вод. В Реакторы для очистки сточных вод / Л.Ф. Долина. - Днепропетровск: Издательство Стандарт. - 2001. - 82 с.

17. Душкин, С.С. Ресурсосберегающие технологии очистки сточных вод: монография / С.С. Душкин, А.Н. Коваленко, М.В. Дегтярь, Т.А. Шевченко. -Харьков: ХНАГХ, 2011.- 146 с.

18. Душко, А.О. Разработка технологии третичной очистки городских сточных вод: автореф. дис. ... канд. тех. наук: 05.23.04 / Душко Артем Олегович. -М., 2009. - 20 с.

19. Жмур, Н.С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками / Н.С. Жмур. - М.: АКВАРОС, 2003. -512 с.

20. Жмур, Н.С. Анализ причин неэффективной работы сооружений биологической очистки малой производительности / Н.С. Жмур // Водоснабжение и канализация. - 2014. - № 9-10. - С.79-106.

21. Жмур, Н.С. Европейский опыт по сокращению сброса в водоёмы соединений азота и фосфора на примере Германии / Н.С. Жмур // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. - 2015. - № 3 (87). - С 54-69.

22. Жмур, Н.С. Анализ причин и методы подавления нитчатого вспухания активного ила и илового пенобразования / Н.С. Жмур // Водоснабжение и канализация. - 2014. - № 9-10. - С.28-50.

23. Захаров, С. Л. Очистка сточных вод нефтебаз / С. Л. Захаров // Экология и промышленность России - 2002. - январь - с. 35-37.

24. Захватаева, Н.В. Активный ил как управляемая экологическая система: под редакцией д.т.н., проф. Пупырева Е.И. / Н.В. Захватаева, А.С. Шеломков. - М: «Экспо-Медиа-Пресс», 2013. - 288 с.

25. Звягинцев, Д.Г. Взаимодействие микроорганизмов с твердыми поверхностями / Д.Г. Звягинцев. - М.: МГУ, 1973. - 126 с.

26. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 10-2015 «Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов», 2016.

27. Кампер, Э. К. Биопленки в процессах обработки и распределения питьевой воды / Э.К. Кампер // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2012. - №11. - С.42-55.

28. Канализация. Наружные сети и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.04.03-85: свод правил СП 32.13330.2012: введ. 01.01.2013. - М.: Минрегион России. - 2012.

29. Кичигин, В.И. Моделирование процессов очистки воды: учебное пособие / В.И. Кичигин. - М.: Изд-во АСВ, 2003. - 230 с.

30. Крыклаев, К. Эффективные сооружения: применение биореакторов с полимерной загрузкой на малых очистных сооружениях / К. Крыклаев // Вода magazine. - 2014. - №4. 80. - С. 22-23.

31. Кульков, В.Н. Кинетика иммобилизованного и свободно плавающего ила в биореакторе при среднепузырчатой регенерации ершовой загрузки / В.Н. Кульков, Е.Ю. Солопанов, В.М. Сосна // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. - 2016. - № 2 (17). - С.146-153.

32. Кутикова, Л. А. Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР / Л. А. Кутикова, Я.И. Старобогатов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 510 с.

33. Куюкина, М. С. Адсорбционная иммобилизация клеток родококков в гидрофобизованных производных широкопористого полиакриламидного криогеля / М.С. Куюкина, И.Б. Ившина, Е.В. Рубцова, Р.В. Иванов, В.И. Лозин // Прикладная биохимия и микробиология. - 2011. - Т.47, №2. - С.176-182.

34. Лаврухина, О. Н. Требования к созданию локальных очистных сооружений / О. Н. Лаврухина // Справочник эколога. - 2014. - № 11. - С. 19-24.

35. Лемэр, Р. Деаммонификация основного потока сточных вод по технологии ANITA™Mox Process / Р. Лемэр, Х. Жэо, К.Томсон, М. Кристенссон, М. Пивето, С. Хеммингсен, Ф.Вейе, Ф. Зозор, Х. Очоа // Водоснабжение и санитарная техника. - 2015. - № 9. - С. 31-42.

36. Лемэр, Р. Опыт запуска и эксплуатации биореакторов деаммонификации с подвижным слоем загрузки и испытание новой технологической схемы деаммонификации / Р. Лемэр, М. Кристенссон , Х. Жэо , М. Ле Нуар, К. Вун // Водоснабжение и санитарная техника. - 2016. - № 5. - С. 38-54.

37. Литти, Ю.В. Анаэробное окисление аммония и метаногенез в системах аэробной очистки сточных вод с иммобилизацией микроорганизмов: автореф. дис. ... канд. биол. наук: 03.02.03, 03.01.06 / Литти Юрий Владимирович. - М., 2012. - 26 с.

38. Макиша, Н.А. Глубокое удаление аммонийного азота из сточных вод с применением плавающего загрузочного материала / Н.А. Макиша, Д.Г. Смирнов // Интернет-вестник ВолгГАСУ. - 2012. - Вып.3 (23).

39. Методика технологического контроля работы очистных сооружений городской канализации. - М.: Стройиздат, 1977. - 299 с.

40. Мурашев, С.В. Опыт апробации технологии очистки сточных вод на основе мембранного биореактора / С.В. Мурашев, Е.В. Соловьева, Н.К. Шилова / Водоснабжение и санитарная техника. - 2016. - № 2. - С. 52-57.

41. Нечаев, А. П. Интенсификация доочистки биологически очищенных сточных вод / А.П. Нечаев, Л.В. Смирнова // Водоснабжение и санитарная техника. - 1991. - №12. С. 18-20.

42. Никитина, О.Г. Биоэстимация: контроль процесса биологической очистки и самоочищения воды / О.Г. Никитина. - М.: Макс Пресс, 2010. - 288 с.

43. Николаев, Ю.А. Инновационная энергоэффективная и ресурсосберегающая технология очистки сточных вод от аммония в анаэробно-аноксидных условиях / Ю. А. Николаев, М. Н. Козлов, А. М. Гаврилин, М.В.Кевбрина, Н.В.Пименов, А.Г.Дорофеев, А.М.Агарев, А.Ю.Каллистова // Водоснабжение и санитарная техника. - 2016. - № 10. - С. 30-35.

44. Николаев, Ю. А. Создание первой в России технологии типа Анаммокс / Ю.А. Николаев, М.Н. Козлов, А.М. Гаврилин, М.В. Кевбрина, Н.В. Пименов, А.Г. Дорофеев, А.М. Агарев, В.Г. Асеева, А.Ю. Каллистова // Водоснабжение и санитарная техника. - 2017. - № 8. - С. 28-33.

45. Охрана окружающей среды в России. 2012: статистический сборник. -М.: Росстат. - 2012. - 303 с.

46. Патент РФ 2555881. Плавающий полимерный элемент загрузки для биологической очистки сточных вод. Опубл. 10.07.2015.

47. Патент РФ 74122. Способ очистки сточных вод от органических соединений, азота и фосфора. Опубл. 01.04.2008.

48. Патент РФ 74122. Установка для очистки сточных вод от органических соединений. Опубл. 27.02.2008.

49. Пукемо, М.М. Инновационная петельная загрузка Alta Bioload / М.М. Пукемо, Е.В. Алексеев // Перспективы науки. - 2017. - №7 (94). - С.14-26.

50. Пукемо, М.М. Фрактальный рост микроорганизмов на порошково-волокнистой загрузке биофильтра и интенсификация очистки сточных вод / М. М. Пукемо, Ю.Г. Симаков, Е.В. Алексеев // Инновации и инвестиции. - 2015. - № 6. -С.181-185.

51. Пупырев, Е. И. Экономическое обоснование экологически безопасных технологий очистки сточных вод / Е. И. Пупырев, А. С. Шеломков // Водоснабжение и санитарная техника. - 2014. - № 1. - С. 5-12.

52. Разумовский, Э.С. Очистка и обеззараживание сточных вод малых населенных пунктов / Э.С. Разумовский, Г.Л. Медриш, В.А. Казарян. - М.: Стройиздат, 1986. - 173 с.

53. Разумовский, Э.С. Очистные сооружения «Биодиск» для малых населенных мест Текст. / Э.С. Разумовский, Э.И. Рукин // Водоснабжение и санитарная техника. - 2005. - № 4. - С. 27-29.

54. Рахманкулова, З.Ш. Оценка способности нитрифицирующих микроорганизмов к образованию биопленок / З.Ш. Рахманкулова, Т.В. Кирилина, А.С. Сироткин // Вестник Технологического университета. - 2016. - Т.19. № 16. -С.152-154.

55. Саломеев, В.П. Глубокая очистка сточных вод в биореакторах с прикрепленной биомассой / В.П. Саломеев В.П. // Вода Magazine. - 2016. - № 5 (105). - С.38-43.

56. Саломеев, В.П. Реконструкция инженерных систем и сооружений водоотведения: монография / В.П. Саломеев. - М.: Издательство АСВ, 2009. - 192 с.

57. Саломеев, В.П. Решение вопросов удаления биогенных элементов из бытовых сточных вод / В.П. Саломеев, Е.С. Гогина, Н.А. Макиша // Водоснабжение и канализация. - 2012. - № 11-12. - С.31-39.

58. Словцов, А.А. Совершенствование процессов биологической очистки сточных вод с помощью прикрепленных биоценозов / А.А. Словцов // Вестник МГСУ. - 2008. - Вып. 3. - С. 80-85.

59. Смирнова, Т.А. Структурно-функциональная характеристика бактериальных биопленок / Т. А. Смирнова, Л.В. Диденко, Р.Р. Азизбекян. - Т.: Микробиология. 2010. № 4. 79 - 432 - 446 с.

60. СНиП 2.04.03-85. Строительные нормы и правила. Канализация. Наружные сети и сооружения: утв. постановлением Госстроя СССР 17.09.02. Срок введения в действие 01.01.86. - М.: Госстрой РФ, ГУП ЦПП, 1996.

61. Степанов, М.А. Технологические и экономические аспекты эксплуатации очистных сооружений с возрастом ила от 60 до 100 суток / М.А. Степанов, А.С. Шеломков, Н.В. Захватаева, О. А. Платонова // Вода Magazine. - 2016. - № 7 (107).

- С.26-30.

62. Степанов, С.В. Биологическая и биомембранная очистка сточных вод нефтехимического производства / С.В. Степанов, А.К. Стрелков, А.С. Степанов, В.Н. Швецов, К.М. Морозова, В.А. Каленюк // Водоснабжение и санитарная техника. - 2009. - № 7. - С. 55-60.

63. Стрелкова, Е.А. Роль внеклеточного полимерного матрикса в устойчивости бактериальных биопленок к экстремальным факторам среды / Е.А. Стрелкова, Н. В. Позднякова, М. В. Журина, В. К. Плакунов, С. С. Беляев // Микробиология. - 2013. - №2. 82. - С.131-139.

64. Технический справочник по обработке воды: в 2т.: пер. с фр. - СПб.: Новый журнал, 2007. - 1696 с.

65. Феофанов, Ю.А. Биореакторы с неподвижной и подвижной загрузкой для очистки воды: монография / Ю. А. Феофанов. - СПб. : СПбГАСУ, 2012. - 201 с.

66. Харькин, С.В. Реализация технологий удаления азота и фосфора из сточных вод: роль проектирования и эксплуатации / С. В. Харькин, О. В. Харькина // Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения. - 2014. - № 1. - С. 4-15.

67. Харькина, О.В. Эффективная эксплуатация и расчет сооружений биологической очистки сточных вод/ О.В. Харькина. Волгоград: Панорама, 2015.

- 433 с.

68. Хенце, М. Очистка сточных вод: учеб. издание / М. Хенце, П. Армоэс, Й. Ля-Кур-Янсен, Э. Арван. - Пер. с англ. - М.: Мир, 2009. - 480 с.

69. Холоденко, В.П. Разработка биотехнологических методов ликвидации нефтяных загрязнений окружающей среды / В.П Холоденко, В. А. Чугунов, С.К. Жиглецова, В.Б. Родин, З.М. Ермоленко, В.М. Фомченков, И. А. Ирхина, В. С. Кобелев, В.Я. Волков // Рос. хим. журнал. - 2001. - № 45. - С. 135-141.

70. Швецов, В. Н. Использование блоков биологической загрузки на сооружениях очистки сточных вод / В. Н. Швецов, К. М. Морозова, И. И. Смирнова, М.Ю. Семенов, М.Л. Лежнев, Г.Г. Рыжаков, Т.М. Губайдуллин // Водоснабжение и санитарная техника. - 2010. - № 10, ч.2. - С. 25-31.

71. Швецов, В. Н. Очистка нефтесодержащих сточных вод биомембранными методами / В. Н. Швецов, К. М. Морозова, М. Ю. Семенов, М. Ю. Пушников, А. С. Степанов, С.Е. Никифоров // Водоснабжение и санитарная техника. - 2008. - № 31. - С. 38-43.

72. Швецов, В. Н. Расчет сооружений биологической очистки сточных вод по схеме нитри-денитрификации / В. Н. Швецов, К. М. Морозова, К. В. Домнин, Е. Е. Архипова // Водоснабжение и санитарная техника. - 2012. - № 7. - С. 53-58.

73. Швецов, В. Н. Расчет сооружений биологической очистки сточных вод с удалением биогенных элементов / В.Н. Швецов, К.М. Морозова // Водоснабжение и санитарная техника. - 2012. - № 7. - С. 53-58.

74. Швецов, В. Н. Технологическая эффективность биозагрузки производства ООО "Техводполимер" / В.Н. Швецов, К.М. Морозова, И.И. Смирнова, М.Ю. Семенов, М.Л. Лежнев, Г.Г. Рыжаков, А.А. Краснов // Водоснабжение и санитарная техника. - 2007. - № 2. - С. 33-40.

75. Эпов, А.Н. Разработка типовых решений по автоматизации процессов биологической очистки сточных вод с совместным удалением азота и фосфора / А.Н. Эпов, М.А. Канунникова // Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения. - 2014. - №3. - С.40-54.

76. Яковлев, С.В. Биологические фильтры / С.В. Яковлев, Ю.В. Воронов. -М.: Стойиздат, 1982. - 121 с.

77. Янцен, О.В. Глубокая очистка сточных вод от соединений азота на биофильтрах / О.В.Янцен // Водоснабжение и санитарная техника. - 2016. - № 9. -С. 64-69.

78. Carpenter, C.M.G. Removal of micropollutants in biofilters: Hydrodynamic effects on biofilm assembly and functioning / Corey M. G. Carpenter, Damian E. Helbling // Water Research. - 2017. - № 120, p.211-221.

79. Chatterjee, P. Organic matter and nitrogen removal in a hybrid upflow anaerobic sludge blanket—Moving bed biofilm and rope bed biofilm reactor / P. Chatterjee, M.M. Ghangrekar, S. Rao // Journal of Environmental Chemical Engineering. - 2016. - № 4, Issue 3. - p.3240-3245.

80. Chaudhary, D.S. Granular Activated Carbon (GAC) Biofilter for low strength Wastewater Treatment / D.S. Chaudhary, S. Vigneswaran, H. H. Ngo, W.G. Shim, H. Moon // Environmental Engineering Reserch. - 2003. - Vol.8, No. 4. - p.184-192.

81. Chen-Charpentier, B.M. Numerical simulation of biofilm-forming bacteria and other microbes in porous media / B.M. Chen-Charpentier, H.V. Kojouharov // Developments in Water Science. - 2002. - № 47. - p.819-826.

82. Choi, H. J., Comparison between a moving bed bioreactor and a fixed bed bioreactor for biological phosphate removal and denitrification / H. J. Choi, A. H. Lee, S. M. Lee // Water Science & Technology. - 2012. - № 65.10. - p.1834-1838.

83. Corbitt, R. A. Standard handbook of environmental engineering. / R.A. Corbitt // 2nd edition. McGraw-Hill, 2004. - 1152 p.

84. De Ley, J. The Proteobacteria: ribosomal RNA cistron similarities and bacterial taxonom / J. De Ley, In A. Balow, H.G. Truper, M. Dworkin, W. Harder, K.-H. Schleifer (ed.) // The prokaryotes, 2nd ed. Springer-Verlag, New York, 1992. - p. 2111-2140.

85. Flemming, H. C. Microbial biofouling: unsolved problems, insufficient approaches, and possible solutions / H.C. Flemming. - Berlin: Springer Verlag Heidelberg, 2011. - 12 p.

86. Hammer, J. M. Water and wastewater Technology / J. M. Hammer, J. M. Hammer Jr. // 4th edition. New Jersey: Prentice Hall Inc., 2001. - 540 p.

87. Huang, C. Characterization of microbial communities during start-up of integrated fixed-film activated sludge (IFAS) systems for the treatment of oil sands process-affected water (OSPW) / C.Huang, Y. Shi, Z. Sheng, M. Gamal El-Din, Y. Liu // Biochemical Engineering Journal. - 2017. - № 122. - p.123-132.

88. Huang, C. Comparison of biomass from integrated fixed-film activated sludge (IFAS), moving bed biofilm reactor (MBBR) and membrane bioreactor (MBR) treating recalcitrant organics: Importance of attached biomass / C. Huang, Y. Shi, J. Xue, Y. Zhang, M. Gamal, Y. Liu // Journal of Hazardous Materials. - 2017. - № 326. - p.120-129.

89. Itoh, H. Periodic pattern formation of bacterial colonies / H. Iton, J. Wakita, T. Matsuyama, M. Matsushita // Journal of the Physical Society of Japan. - 1999. - p. 1436-1443.

90. Kamstra, A. Mixing and scale affect moving bed biofilm reactor (MBBR) performance / A. Kamstra, E. Blom, B.F. Terjesen // Aquacultural Engineering. - 2017. - №78, Part A. - p.9-17.

91. Knutson, C. Modeling biofilm morphology along a transverse mixing zone in porous media at the pore scale / C. Knutson, C.J. Werth, A.J.Valocchi, B.J.Travis // Developments in Water Science. - 2004. - № 55. - p.61-69.

92. LeChevallier, M.W. Evaluating the Performance of Biologically Active Rapid Filters / M.W. LeChevallier, W.C. Becker, P.Schorr, R.G. Lee // Journal of the American Water Works Association. - 1992. - 84(4). - p. 136-146.

93. Leslie, C.P.Grady Jr. Biological wastewater treatment / C.P.Leslie Grady Jr., G.T. Daigger, N.G. Love, C.D.M. Filipe. - 3 edition, CRC Press, 2011. 1022 p.

94. Li, X. Nitrogen removal by granular nitritation-anammox in an upflow membrane-aerated biofilm reactor / X. Li, S. Sun, B. D. Badgley, S. Sung, H. Zhang, Z. He // Water Research. - 2016. - № 94. - p.23-31.

95. Malovanyy, A. Mainstream wastewater treatment in integrated fixed film activated sludge (IFAS) reactor by partial nitritation/anammox process / A. Malovanyy, J. Trela, E. Plaza // Bioresource Technology. - 2015. - № 198. - p.478-487.

96. Mara, D.D. Domestic wastewater treatment in developing countries / D.D. Mara. - London: Earthscan, 2004. - 310 p.

97. Mara, D.D. Handbook of Water and Wastewater Microbiology / D. Mara, N.J. Horan (Edit). - Academic Press, London, 2008. - 621 p.

98. Metcalf & Eddy, Inc. Wastewater Engineering: Treatment, Disposal and Reuse. - 3rd edition. New York: McGraw-Hill, 2013. - 1334 p.

99. Moghaddam, A.H. Biofilm development on normal and modified surface in a hybrid SBR-based bioreactor / A. H. Moghaddam, J. Sargolzaei // Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. - 2015. - № 49. - p.165-171.

100. 0degaard, H. A New Moving Bed Biofilm Reactor Applications and Results / H. 0degaard, B. Rusten, T. Westrum // Water Science and Technology. -1994. - № 29. - p.157-165.

101. Olson, M.E. Biofilm bacteria: formation and comparative susceptibility to antibiotics / M.E. Olson, H. Ceri, D.W. Morck, A.G. Buret, R.R. Read // Can. J. Vet. Res. 2002. - № 66. - p. 86-92.

102. Peszynska, M. Biofilm growth in porous media: Experiments, computational modeling at the porescale, and upscaling / M. Peszynska, A. Trykozko, G. Iltis, S. Schlueter, D. Wildenschild //Advances in Water Resources. - 2016. - № 95. - p.288-301.

103. Prakash, B.B. Biofilms: a survival strategy of bacteria / B.B. Prakash, M. Veeregowda, G. Krishnappa // Current science. - 2003. - Vol. 85. No. 9, 10. - p. 12991307.

104. Prince, A.A. Prevalence of biofilm-forming bacteria in chronic rhinosinusitis / A.A. Prince, J.D. Steiger, A.N. Khalid, L.Dogrhamji, C.Reger, S.E.Claire, A.G. Chiu, D.W. Kennedy, J.N. Palmer, N.A. Cohen // American Journal of Rhinology. - 2008. - Vol.22, № 3. - p. 239-245.

105. Rawlings, D.E. The microbiology of biomining: development and optimization of mineral-oxidizing microbial consortia / D.E. Rawlings, D.B. Johnson // Microbiology. - 2007. - № 153. - p.315-324.

106. Seviour, R. Microbial Ecology of Activated Sludge / R. Seviour, P.H. Nielesen (Edit.). - IWA Publishing: London, 2010. - 688 p.

107. Spellman, F.R. Handbook of Water and Wastewater Treatment Plant Operations / F.R. Spellman. - 3rd Edition. - CRC Press, 2014. - 904 p.

108. Sperling, M. V. Activated Sludge and aerobic biofilm reactors. Biological wastewater treatment. / M.V. Sperling // Volume 5. London: IWA Publishing, 2007. -323 p.

109. Steinberg, C.E. Stress Ecology: Environmental stress as ecological driving force and key player in evolution / C.E. Steinberg. - Netherlands: Springer science, 2012. - 480 p.

110. Sukacová, K. Phosphorus removal using a microalgal biofilm in a new biofilm photobioreactor for tertiary wastewater treatment / K. Sukacová, M.Trtílek, T. Rata // Water Research. - 2015. - № 71. - p.55-63.

111. Sutherland, I.W. Biofilm exopolysaccharides: a strong and sticky framework / I.W. Sutherland // Microbiology. - 2001. №1.147. - p. 3-9.

112. Tchobanoglous, G. Wastewater engineering: Treatment and Reuse / G. Tchobanoglous, F.L. Burton, D.H. Stensel // 4th edition. New York: The McGraw-Hill companies' Inc., 2003. - 1846 p.

113. Wang, J.W. Biofiltration Performance: Part 1, Relationship to Biomass / J.W.Wang, R.C. Summers,R.J. Miltner // Journal of the American Water Works Association. - 1995. - 87(12). - p. 55-63.

114. Weber, S.D. Microbial composition of aerobic granular sewage biofilm / S.D. Weber, W. Ludwig, K. Schleifer, J. Fried // Appl. Environ. Microbiol. - 2007. -№ 73. - p. 6233-6240.

115. Weichgrebe, D. Intended process water management concept for the mechanical biological treatment of municipal solid waste / D. Weichgrebe, S. Maerker, T. Böning, H. Stegemann // Water Science and Engineering. - 2008. - №1, Issue 1. -p.78-88.

116. Welander, U. Denitrification at low temperatures using a suspended carrier biofilm process / U.Welander, B. Mattiasson // Water Research. - 2003. - 37 (10). -p.2394-2398.

117. Wu, Y. Enhancing denitrification using a novel in situ membrane biofilm reactor (isMBfR) / Y. Wu, Y. Li, A.Ontiveros-Valencia, L.Ordaz-Diaz, Junzhuo Liu, C. Zhou, B.E. Rittmann // Water Research. - 2017. - №119. p.234-241.

118. WunJern, N.G. Industrial wastewater treatment / N.G. WunJern // Imperial college Press, 2006: 164 p.

119. Young, B. Meso and micro-scale response of post carbon removal nitrifying MBBR biofilm across carrier type and loading / B. Young, B. Banihashemi, D. Forrest, K. Kennedy, A. Stintzi, R. Delatolla // Water Research. - 2016. - № 91. - p.235-243.

120. Young, B. Post carbon removal nitrifying MBBR operation at high loading and exposure to starvation conditions / B. Young, R. Delatolla, K. Kennedy, E. LaFlamme, A. Stintzi // Bioresource Technology. - 2017. - № 239. - p.318-325.

121. Zhang, L Nitrogen removal performance and microbial distribution in pilot-and full-scale integrated fixed-biofilm activated sludge reactors based on nitritation-anammox process / L. Zhang, S. Zhang, Y. Peng, X. Han, Y. Gan // Bioresource Technology. - 2015. - № 196. - p.448-453.

Рост биопленки на петельной и ершовой загрузках

Т, сут Вес загрузки с биомассой, кг Вес биомасса, кг Объемный вес биомассы, кг/м3

МВ СВ МВ СВ

Пет. Ерш. Пет. Ерш. Пет. Ерш. Пет. Ерш. Пет. Ерш.

0 5,70 9,10 - - - - - - - -

4 10,77 13,52 5,07 4,42 0,193 0,168 83,95 15,64 3,19 0,59

13 14,9 17,6 9,2 8,5 0,35 0,323 152,44 30,08 5,79 1,14

20 20,67 23,00 14,97 13,90 0,569 0,528 247,99 49,19 9,42 1,87

30 20,48 21,16 14,78 12,06 0,562 0,458 244,96 42,68 9,31 1,62

34 20,83 23,40 15,13 14,30 0,575 0,543 250,76 50,60 9,53 1,92

38 20,32 22,50 14,62 13,40 0,556 0,509 242,25 47,42 9,21 1,80

39 20,66 23,32 14,96 14,22 0,568 0,540 247,88 50,32 9,42 1,91

40 20,51 23,11 14,81 14,01 0,563 0,532 245,40 49,58 9,33 1,88

43 20,72 22,42 15,02 13,32 0,571 0,506 248,88 47,13 9,46 1,79

44 20,64 22,83 14,94 13,73 0,568 0,522 247,55 48,58 9,41 1,85

45 20,82 22,91 15,12 13,81 0,575 0,525 250,54 48,87 9,52 1,86

Изменение веса биомассы на петельной и ершовой загрузках

н Изменение веса биомассы, кг Изменение веса биомассы в сутки, кг/сут. Скорость роста биомассы загрузки, кг/(м3сут)

о МВ СВ МВ СВ МВ СВ

Н Пет. Ерш. Пет. Ерш. Пет. Ерш. Пет. Ерш. Пет. Ерш. Пет. Ерш.

0 - - - - - - - - - - - -

4 5,07 4,42 0,193 0,168 1,27 1,11 0,048 0,042 20,99 3,91 0,798 0,149

13 4,13 4,08 0,157 0,155 0,46 0,45 0,017 0,017 7,61 1,60 0,289 0,061

20 5,77 5,40 0,219 0,205 0,82 0,77 0,031 0,029 13,65 2,73 0,519 0,104

30 -0,18 -1,84 -0,007 -0,070 -0,02 -0,18 -0,001 -0,007 -0,30 -0,65 -0,012 -0,025

34 0,35 2,24 0,013 0,085 0,09 0,56 0,003 0,021 1,45 1,98 0,055 0,075

38 -0,51 -0,90 -0,020 -0,034 -0,13 -0,23 -0,005 -0,009 -2,13 -0,80 -0,081 -0,030

39 0,34 0,82 0,013 0,031 0,34 0,82 0,013 0,031 5,63 2,90 0,214 0,110

40 -0,15 -0,21 -0,006 -0,008 -0,15 -0,21 -0,006 -0,008 -2,49 -0,74 -0,094 -0,028

43 0,21 -0,69 0,008 -0,026 0,07 -0,23 0,003 -0,009 1,16 -0,81 0,044 -0,031

44 -0,08 0,41 -0,003 0,016 -0,08 0,41 -0,003 0,016 -1,33 1,45 -0,050 0,055

45 0,18 0,08 0,007 0,003 0,18 0,08 0,007 0,003 2,98 0,28 0,113 0,011

Кинетика изменения БПК5 и ХПК петельной загрузкой

Т, час БПК5, мгО2/л ХПК, мгО/л БПК5, гО2 ХПК, гО Скорость окисления 1м3 загрузки, г/(м3ч) Скорость окисления 1 кг биомассы, г/(кгч)

С ДС С ДС М ДМ М ДМ по БПК5 по ХПК по БПКз по ХПК

0 269 441 226,5 - 371,4 - - - - -

1 230 39 380 61 193,8 32,7 319,9 51,4 542,1 851,5 2,164 3,399

2 200 31 329 51 168,1 25,7 276,7 43,3 425,0 716,3 1,697 2,859

3 167 33 275 54 140,7 27,4 231,6 45,0 452,9 745,5 1,808 2,976

4 145 22 239 36 122,3 18,4 201,0 30,6 305,2 507,2 1,218 2,025

5 121 24 200 39 101,9 20,4 168,0 33,0 337,2 546,3 1,346 2,181

6 100 21 165 35 84,3 17,6 139,0 29,0 291,3 480,8 1,163 1,919

7 82 18 134 31 68,9 15,5 113,0 26,0 256,4 430,6 1,024 1,719

8 66 16 108 26 55,3 13,6 90,7 22,2 224,4 367,9 0,896 1,469

9 51 15 84 24 42,8 12,5 70,8 19,9 207,6 330,3 0,829 1,318

10 41 10 69 15 34,7 8,1 58,3 12,5 133,8 206,2 0,534 0,823

11 31 10 52 17 26,2 8,5 44,1 14,2 140,7 235,5 0,562 0,940

12 24 8 40 12 19,8 6,4 33,8 10,3 105,9 170,0 0,423 0,679

13 17 7 29 11 14,1 5,7 24,3 9,5 94,8 157,5 0,378 0,629

14 12 5 20 9 9,9 4,1 17,0 7,3 68,3 121,2 0,273 0,484

15 8 4 14 6 6,6 3,4 11,9 5,1 55,7 85,0 0,223 0,339

16 5 3 10 5 4,3 2,3 8,0 3,9 37,6 64,1 0,150 0,256

17 3 2 6 3 2,7 1,6 5,3 2,7 26,5 44,6 0,106 0,178

Кинетика изменения БПК5 и ХПК ершовой загрузкой

Т, час БПК5, мгО2/л ХПК, мгО/л БПК5, гО2 ХПК, гО Скорость окисления 1м3 загрузки, г/(м3ч) Скорость окисления 1 кг биомассы, г/(кгч)

С ДС С ДС М ДМ М ДМ по БПК5 по ХПК по БПКз по ХПК

0 264 - 439 - 182,7 - 303,6 - - - - -

1 228 36 377 62 157,6 25,1 260,7 42,9 88,8 151,9 1,819 3,111

2 198 30 329 48 137,0 20,7 227,6 33,0 73,2 116,9 1,498 2,395

3 172 26 286 43 119,1 17,9 197,7 29,9 63,4 105,7 1,298 2,164

4 152 20 253 33 105,2 13,8 174,9 22,9 48,9 81,0 1,002 1,658

5 132 21 220 33 90,9 14,3 152,2 22,7 50,6 80,2 1,037 1,643

6 115 16 191 29 79,6 11,3 131,8 20,3 39,9 71,9 0,817 1,473

7 100 15 161 30 69,1 10,5 111,5 20,4 37,2 72,2 0,762 1,478

8 83 17 135 26 57,5 11,7 93,5 18,0 41,3 63,6 0,847 1,303

9 70 13 112 23 48,3 9,2 77,6 15,9 32,5 56,3 0,666 1,152

10 56 14 91 21 38,5 9,7 62,8 14,8 34,5 52,4 0,706 1,072

11 44 12 76 15 30,5 8,0 52,8 10,0 28,4 35,5 0,581 0,726

12 34 10 62 14 23,6 6,8 42,7 10,0 24,2 35,5 0,496 0,726

13 27 7 52 10 18,7 5,0 36,0 6,7 17,6 23,7 0,361 0,486

14 21 6 42 10 14,3 4,4 29,2 6,8 15,4 24,2 0,316 0,496

15 15 6 32 10 10,5 3,8 22,2 7,0 13,5 24,7 0,276 0,506

16 12 3 24 8 8,4 2,1 16,5 5,7 7,6 20,3 0,155 0,416

17 9 3 18 6 6,4 2,0 12,5 3,9 7,1 13,9 0,145 0,286

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

Результаты работы опытной установки_

Сутки О* м3/сут Т, ч ВВ, мг/л ХПК, мгО/л БПК5, мгО2/л Азот аммонийный, мг/л Азот нитратов, мг/л Азот нитритов, мг/л

Вход Выход Вход Выход Вход Выход Вход Выход Вход Выход Вход Выход

0 5,0 8,6 32 15 81 18 35 7 17,4 0,65 0,29 11,8 0,078 0,095

10 5,0 8,6 23 15 82 11 37 5 17,5 0,66 0,19 9,5 0,052 0,141

30 3,3 13,3 25 16 73 21 33 9 11,8 0,44 0,24 8,2 0,055 0,063

70 8,0 5,4 33 16 120 20 53 9 19,7 0,44 0,11 8,4 0,027 0,121

100 4,0 10,8 19 8 218 6 99 2 19,6 0,99 0,20 10,5 0,014 0,181

145 3,4 12,7 38 22 180 24 78 12 13,7 0,35 0,15 10,1 0,041 0,047

170 4,0 10,8 25 19 132 5 57 2 17,8 0,54 0,25 8,9 0,014 0,105

200 2,3 18,5 39 25 202 9 88 4 12,0 0,47 0,32 3,5 0,024 0,044

220 4,0 10,8 30 21 129 10 61 4 11,7 0,57 0,18 9,3 0,026 0,127

240 4,0 10,8 38 4 118 7 53 3 12,3 0,41 0,19 9,3 0,026 0,091

270 2,7 16,2 24 18 139 15 60 6 13,7 0,37 0,15 12,9 0,011 0,054

290 3,5 12,3 23 3 152 5 73 2 17,0 0,53 0,15 10,6 0,012 0,060

310 4,5 9,6 31 12 120 5 52 2 12,5 0,49 0,15 8,2 0,026 0,063

340 2,3 18,5 62 11 138 11 54 4 12,5 0,43 0,12 7,9 0,016 0,057

360 4,5 9,6 20 13 103 13 45 6 8,7 0,54 0,37 9,2 0,017 0,036

380 3,5 12,3 15 14 105 5 47 2 10,3 0,25 0,31 8,1 0,025 0,030

410 1,3 32,4 33 10 175 14 76 7 19,1 0,14 0,37 10,6 0,014 0,018

430 3,0 14,4 17 6 82 12 37 6 8,0 0,34 0,40 9,3 0,035 0,029

450 4,0 10,8 21 12 75 5 33 2 8,7 0,36 0,31 8,7 0,035 0,022

Расчетные нагрузки на реактор, загрузку и биомассу

Сутки О* м3/сут Тг, ч Нагрузка на 1 м3 объема реактора К-- г/(м3сут) Нагрузка на 1 м3 объема загрузки Ку, кг/(м3 сут): Нагрузка на 1 кг биомассы (МВ), г/(кгсут) Нагрузка на 1 кг биомассы (СВ), г/(кгсут)

ХПК БПК5 К- №+ ХПК БПК5 К- №+ ХПК БПК5 К- №+ ХПК БПК5 К- №+

0 5,0 8,6 225,6 97,5 48,4 4,20 1,82 0,90 16,8 7,3 3,6 442,3 191,2 94,9

10 5,0 8,6 228,8 103,0 48,6 4,26 1,92 0,91 17,0 7,7 3,6 448,5 202,0 95,3

30 3,3 13,3 131,2 60,1 21,2 2,44 1,12 0,40 9,8 4,5 1,6 257,2 117,9 41,6

70 8,0 5,4 535,3 233,5 87,8 9,97 4,35 1,63 39,9 17,4 6,5 1049,6 457,7 172,1

100 4,0 10,8 483,7 220,3 43,5 9,01 4,10 0,81 36,0 16,4 3,2 948,3 432,0 85,2

145 3,4 12,7 339,6 146,7 25,9 6,32 2,73 0,48 25,3 10,9 1,9 665,8 287,6 50,8

170 4,0 10,8 292,3 126,7 39,5 5,44 2,36 0,74 21,8 9,4 2,9 573,1 248,3 77,5

200 2,3 18,5 262,0 113,9 15,6 4,88 2,12 0,29 19,5 8,5 1,2 513,6 223,3 30,5

220 4,0 10,8 286,5 135,4 26,1 5,34 2,52 0,49 21,3 10,1 1,9 561,6 265,6 51,2

240 4,0 10,8 262,5 118,3 27,4 4,89 2,20 0,51 19,6 8,8 2,0 514,7 231,9 53,7

270 2,7 16,2 205,7 89,4 20,3 3,83 1,67 0,38 15,3 6,7 1,5 403,3 175,3 39,8

290 3,5 12,3 295,8 141,9 33,1 5,51 2,64 0,62 22,0 10,6 2,5 579,9 278,1 64,9

310 4,5 9,6 299,8 129,3 31,3 5,58 2,41 0,58 22,3 9,6 2,3 587,8 253,5 61,4

340 2,3 18,5 178,6 69,9 16,1 3,33 1,30 0,30 13,3 5,2 1,2 350,2 137,0 31,6

360 4,5 9,6 257,4 111,4 21,9 4,79 2,07 0,41 19,2 8,3 1,6 504,6 218,4 42,9

380 3,5 12,3 203,3 92,2 20,1 3,79 1,72 0,37 15,1 6,9 1,5 398,6 180,8 39,4

410 1,3 32,4 129,4 56,5 14,2 2,41 1,05 0,26 9,6 4,2 1,1 253,7 110,7 27,8

430 3,0 14,4 136,1 61,7 13,3 2,53 1,15 0,25 10,1 4,6 1,0 266,8 121,0 26,1

450 4,0 10,8 166,7 72,2 19,3 3,10 1,35 0,36 12,4 5,4 1,4 326,7 141,6 37,8

Расчетные окислительные мощности для реактора, загрузки и биомассы

Сутки 0*, м3/сут Т, ч Окислительная мощность 1 м3 реактора Ыш, г/(м3сут) Окислительная м 1 м3 загрузки кг/(м3сут щность Ыу, Окислительная мощность 1 кг биомассы (МВ) Ывш, г/(кгсут) О] мощно (СВ) кислител сть 1 кг Мж, г/ гьная биомассы кгсут)

ХПК БПК5 ХПК БПК5 №№+ ХПК БПК5 ХПК БПК5

0 5,0 8,6 176,1 77,0 46,6 3,3 1,4 0,87 13,12 5,73 3,47 345,3 150,9 91,3

10 5,0 8,6 197,7 89,4 46,8 3,7 1,7 0,87 14,73 6,66 3,48 387,5 175,3 91,7

30 3,3 13,3 93,8 43,9 20,4 1,7 0,8 0,38 6,99 3,27 1,52 183,9 86,0 40,1

70 8,0 5,4 446,9 191,7 85,8 8,3 3,6 1,60 33,29 14,28 6,39 876,2 375,8 168,3

100 4,0 10,8 471,4 215,0 41,3 8,8 4,0 0,77 35,12 16,02 3,07 924,3 421,5 80,9

145 3,4 12,7 293,9 125,0 25,3 5,5 2,3 0,47 21,89 9,31 1,88 576,2 245,0 49,5

170 4,0 10,8 281,4 122,9 38,3 5,2 2,3 0,71 20,97 9,15 2,86 551,7 240,9 75,2

200 2,3 18,5 250,7 109,2 15,0 4,7 2,0 0,28 18,68 8,13 1,12 491,5 214,0 29,3

220 4,0 10,8 265,1 126,6 24,8 4,9 2,4 0,46 19,75 9,43 1,85 519,8 248,1 48,7

240 4,0 10,8 246,8 111,4 26,5 4,6 2,1 0,49 18,38 8,30 1,97 483,8 218,3 51,9

270 2,7 16,2 183,8 80,3 19,8 3,4 1,5 0,37 13,69 5,98 1,47 360,3 157,4 38,7

290 3,5 12,3 286,2 138,9 32,1 5,3 2,6 0,60 21,33 10,35 2,39 561,2 272,3 62,8

310 4,5 9,6 287,5 125,0 30,1 5,4 2,3 0,56 21,42 9,32 2,24 563,7 245,1 59,0

340 2,3 18,5 163,9 64,3 15,6 3,1 1,2 0,29 12,21 4,79 1,16 321,3 126,1 30,6

360 4,5 9,6 223,9 96,2 20,5 4,2 1,8 0,38 16,68 7,16 1,53 438,9 188,5 40,2

380 3,5 12,3 193,8 89,2 19,6 3,6 1,7 0,37 14,44 6,65 1,46 379,9 175,0 38,4

410 1,3 32,4 118,7 51,6 14,1 2,2 1,0 0,26 8,85 3,85 1,05 232,8 101,2 27,6

430 3,0 14,4 116,4 51,9 12,8 2,2 1,0 0,24 8,67 3,86 0,95 228,2 101,7 25,0

450 4,0 10,8 155,8 68,1 18,5 2,9 1,3 0,34 11,61 5,07 1,38 305,4 133,5 36,3

Расчетные скорости окисления для реактора, загрузки и биомассы

Сутки 0*, м3/сут Тг, ч Скорость окисления 1м3 реактора р*, г/(м3ч) Скорость окис 1м3 загрузи кг/(м3ч) ления 1 Ру, Скорость окисления 1 кг биомассы (МВ) рвж, г/(кгч) Скорость окисления 1 кг биомассы (СВ) рвя, г/(кгч)

ХПК БПК5 ХПК БПК5 №№+ ХПК БПК5 № №+ ХПК БПК5

0 5,0 8,6 7,34 3,21 1,94 0,137 0,060 0,036 0,547 0,239 0,145 14,39 6,29 3,81

10 5,0 8,6 8,24 3,73 1,95 0,153 0,069 0,036 0,614 0,278 0,145 16,15 7,31 3,82

30 3,3 13,3 3,91 1,83 0,85 0,073 0,034 0,016 0,291 0,136 0,063 7,66 3,58 1,67

70 8,0 5,4 18,62 7,99 3,58 0,347 0,149 0,067 1,387 0,595 0,266 36,51 15,66 7,01

100 4,0 10,8 19,64 8,96 1,72 0,366 0,167 0,032 1,463 0,667 0,128 38,51 17,56 3,37

145 3,4 12,7 12,24 5,21 1,05 0,228 0,097 0,020 0,912 0,388 0,078 24,01 10,21 2,06

170 4,0 10,8 11,72 5,12 1,60 0,218 0,095 0,030 0,874 0,381 0,119 22,99 10,04 3,13

200 2,3 18,5 10,44 4,55 0,62 0,195 0,085 0,012 0,778 0,339 0,046 20,48 8,92 1,22

220 4,0 10,8 11,05 5,27 1,03 0,206 0,098 0,019 0,823 0,393 0,077 21,66 10,34 2,03

240 4,0 10,8 10,28 4,64 1,10 0,191 0,086 0,021 0,766 0,346 0,082 20,16 9,10 2,16

270 2,7 16,2 7,66 3,34 0,82 0,143 0,062 0,015 0,570 0,249 0,061 15,01 6,56 1,61

290 3,5 12,3 11,93 5,79 1,34 0,222 0,108 0,025 0,889 0,431 0,100 23,38 11,34 2,62

310 4,5 9,6 11,98 5,21 1,25 0,223 0,097 0,023 0,893 0,388 0,093 23,49 10,21 2,46

340 2,3 18,5 6,83 2,68 0,65 0,127 0,050 0,012 0,509 0,200 0,048 13,39 5,25 1,27

360 4,5 9,6 9,33 4,01 0,85 0,174 0,075 0,016 0,695 0,298 0,064 18,29 7,85 1,68

380 3,5 12,3 8,07 3,72 0,82 0,150 0,069 0,015 0,602 0,277 0,061 15,83 7,29 1,60

410 1,3 32,4 4,95 2,15 0,59 0,092 0,040 0,011 0,369 0,160 0,044 9,70 4,22 1,15

430 3,0 14,4 4,85 2,16 0,53 0,090 0,040 0,010 0,361 0,161 0,040 9,51 4,24 1,04

450 4,0 10,8 6,49 2,84 0,77 0,121 0,053 0,014 0,484 0,211 0,057 12,73 5,56 1,51

ПРИЛОЖЕНИЕ К

Справки о внедрении результатов диссертационного исследования

■а .Mir.

УТВЕРЖДАЮ

«М» 2018 г.

7

АКТ

»6 ясполыоваиии urpyiBi AlU Bio Load, в работе КОС' ООО «Акяафор»

Комиссия в составе:

председатель - A.B. Смолярчук. i ладный инженер

члены комиссии М.А Виноградова, начальник химического отдела

В Ii Сазанов. технолог очистных сооружений

составила настоящий акт о следующем:

I В соответствии с Соглашением о сотрудничестве № 190701 от 19.06.2017 г между ООО «Аквафор» и ООО «Альта Групп» в период с августа 2017 г. по сентябрь 2018 г. были проведены натурные испытания игручхн Alta BioLoad на очистных сооружений канализации ООО "Аквафор», площадка Усть-Ижора.

2 Загрузка Alta BioLoad разработана ООО «Альта Групп» в рамках научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по теме «Совершенствование контактных биореакторов для очистки стачных вод», исполнитель Пукемо М М

3. Применение загрузки Alta Binl.oad в азротенках позволило повысить качество очистки сточных вод по азоту аммонийному - на 25%. по азоту нитратов - на 18%

4. Считать целесообразным дальнейшее использование загрузки Alta BioLoad в работе очистных сооружений

Председатель комиссии

A.B. Смолярчук

Члены комиссии:

В Н. Сазанов

М.А. Виноградова

ощвсшо с отятмтжойоштжстюЕШосшю «Яльта Трупп»

117463, г. Москва, ул.Нагатинская, д.16, эт.1, пом.Х, ком.24 ИНН 7707851665 КПП 772401001 ОГРН 1147748009111

Тел. [phone] _

«05» октября 2018 г.

СПРАВКА

о внедрении результатов диссертационной работы

Разработанная Пукемо Михаилом Михайловичем в рамках диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата технических наук биологическая загрузка успешно применяется в практической деятельности ООО «Альта Групп» при реконструкции канализационных очистных сооружений на объекте по адресу: Смоленская область, Ярцевский р-н, пос. Милохово. Применение данной разработки позволило обеспечить эффективность очистки по органическим веществам и азотным соединениям на уровне установленных природоохранных нормативов.

ощресшо с 0гря!иш<еюг0я0т'(вшга№'еш0слгъю

«Экспо Шрейд*

142301, М.О, Чеховский р-н, Чехов г, Литейная ул, вл. № 12, корп. АДМ, оф.ЭТ/ПОМ 2/№ 42 ИНН 7724884413 КПП 504801001 ОГРН 1137746674768

Тел. [phone]_

г. Москва 12 сентября 2018 г.

СПРАВКА

о внедрении результатов диссертационной работы

Разработанный Пукемо Михаилом Михайловичем в рамках диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата технических наук контактный биологический реактор успешно применяется в практике деятельности ООО «Экспо-Трейд» при реконструкции канализационных очистных сооружений производительностью 50 м3/сут (Республика Казахстан, Карагандинская область, с. Босага). Внедрение разработанного устройства позволило повысить эффективность очистки по органическим веществам и азотным соединениям, а также сократить на 30 % эксплуатационные затраты на 1 м3 очищаемых сточных вод.

Гене

Залесская И.А

ПРИЛОЖЕНИЕ Л

Список публикаций автора по теме диссертационного исследования

Публикации в изданиях, включенных в Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени

1. Пукемо, М.М. Инновационная петельная загрузка Alta Bioload / М.М. Пукемо, Е.В. Алексеев // Перспективы науки. - 2017. - № 7 (94). - С. 14-26.

2. Пукемо, М.М. Адаптивные технологии очистки сточных вод для озера Байкал (опыт и инициативы) // Перспективы науки. - 2017. - № 3 (90). - С. 94-99.

3. Пукемо, М.М. Экологические аспекты жизнедеятельности - основа технического прогресса в очистке сточных вод автономных систем канализации / Е.В. Алексеев, М.М. Пукемо // Безопасность жизнедеятельности. - 2014. - № 9 (165). - С. 25-32.

Публикации в других изданиях (научно-технические журналы, материалы конференций, патентные документы):

4. Пукемо, М.М. Факторы эффективного развития сектора водопроводно канализационного хозяйства малых населенных пунктов / М. М. Пукемо // Сантехника. - 2018. Т. 4. № 4. - С. 36-39.

5. Пукемо, М.М. Самобалансирующиеся очистные сооружения -"устойчивые" очистные сооружения в условиях отсутствия квалифицированного обслуживания / М.М. Пукемо // Сборник докладов XI научно-технической конференции, посвященной памяти академика РАН Сергея Васильевича «ЯКОВЛЕВСКИЕ ЧТЕНИЯ», М. : Издательство АСВ, 2016. - С. 115-125.

6. Пукемо, М.М. Проблемы обслуживания очистных сооружений и способы их решения / М.М. Пукемо // Вода Magazine. - 2016. - № 6 (106). - С. 32-35.

7. Пукемо, М.М. Исследование характеристик биологической загрузки созданной на основе конструкционных порошково-волокнистых полимерных материалов / М.М. Пукемо, Е.В. Алексеев, С.В. Жуков // Сборник докладов X Научно-техническая конференция, посвященная памяти академика РАН Сергея Васильевича Яковлева «ЯКОВЛЕВСКИЕ ЧТЕНИЯ», М. : Издательство АСВ, 2015. - С. 193-202.

8. Пукемо, М.М. Биологическая загрузка на основе конструкционных порошково-волокнистых полимерных материалов / М.М. Пукемо // Сборник трудов Восемнадцатой Международной межвузовской научно-практической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых «Строительство - формирование среды жизнедеятельности», М. : Издательство НИУ МГСУ- 2015. - С. 998-1001.

9. Пукемо, М.М. Фрактальный рост микроорганизмов на порошково-волокнистой загрузке биофильтра и интенсификация очистки сточных вод / М. М. Пукемо, Ю.Г. Симаков, Е.В. Алексеев // Инновации и инвестиции. - 2015. - № 6. - С. 181-185.

10. Пукемо, М.М. Современные технологии при строительстве очистных сооружений / М.М. Пукемо // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. -2015. - № 4 (88). - С. 26-28.

11. Пукемо, М.М. Биологическая загрузка для биореактора / М.М. Пукемо // Патент на полезную модель №152194, опубл. 07.11.2014.

12. Пукемо, М.М. Биореактор для очистки сточных вод / М.М. Пукемо // Патент на изобретение № 2620974, опубл. 15.11.2016.