Введение к работе
Актуальность работы подтверждается необходимостью повышения эффективности процесса очистки сточных вод в аэротенках в течение суток с одновременным решением хозяйственных, экологических и экономических аспектов водоочистки. Такая постановка задачи осуществляется впервые.
Диссертация посвящена накоплению новых фактических результатов, обобщению имеющихся в литературе данных и на их основе проведению экспериментальных исследований по влиянию разных параметров на процесс биологической очистки в аэротенках.
Исследование проводилось в рамках научного направления Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института) - технологии, сооружения и аппараты по очистке природных и сточных вод.
Целью работы является теоретическое обоснование, разработка и исследование технологии повышения эффективности работы аэротенков за счёт увеличения окислительной способности активного ила освещением в тёмное время суток.
Поставленная цель предопределила постановку следующих задач:
- разработать технологию биологической очистки сточных вод с использованием освещения, биодобавок, стабильно обеспечивающей качество очищенной воды на уровне ПДК для водоемов рыбо-хозяйственного назначения;
- разработать математическую модель работы аэротенков по технологии освещения в темное время суток;
- исследовать основные закономерности и обосновать оптимальные технологические параметры реализации процесса биологической очистки сточных вод с использованием освещения и других внешних условий в лабораторных условиях;
- отработать в полупромышленных условиях на реальных сточных водах технологию биологической очистки сточных вод с использованием освещения и биодобавок;
- выполнить технико-экономическую оценку разработанной технологии биологической очистки сточных вод в аэротенках.
Основная идея работы состоит в повышении суточной эффективности биологической очистки сточных вод с применением освещения.
Методы исследований включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, лабораторные и полупромышленные исследования по стандартным методикам.
Достоверность научных результатов, выводов и рекомендаций для практического использования подтверждается экспериментальными исследованиями по утвержденным научно-обоснованным методикам с применением метрологически аттестованных приборов и оборудования, обеспечивающих требуемую точность и надежность результатов измерений, большим объемом экспериментальных данных и их высокой сходимостью с расчетными значениями.
Научная новизна работы:
- впервые теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность проведения биологической очистки сточных вод в аэротенках с использованием освещения в тёмное время суток;
- разработанная математическая модель окислительного процесса в аэротенках с использованием освещения учитывает влияние длины волны света на окислительную способность активного ила;
- новизна рекомендации конструкторско-технологического оформления локальных очистных сооружений на базе применения биодобавок состоит в том, что при их реализации определены оптимальные величины рН, еН работы сооружений биологической очистки для повышения её эффективности при разных внешних условиях;
- разработанная установка биологической очистки сточных вод в отличие от известных включает применение подвижных газосборных козырьков, новизна которой подтверждена патентом РФ на изобретение.
Практическое значение работы:
- предложено применение освещения аэротенков в тёмное время суток, позволяющее проводить более полное окисление загрязняющих веществ;
- использование биодобавок в совокупности с другими устройствами в биологической очистке значительно повышает её эффективность;
- создан и представлен перечень практических рекомендаций по использованию результатов диссертационного исследования при проектировании, строительстве, реконструкции и эксплуатации сооружений по биологической очистке сточных вод. Результаты диссертационного исследования используются в процессе эксплуатации локальных очистных сооружений торгового центра «МЕГАМАГ» г.Ростова-на-Дону, ул.Пойменная 1.
Реализация результатов работы. Результаты диссертационного исследования используются в процессе эксплуатации локальных очистных сооружений торгового центра «МЕГАМАГ» г.Ростова-на-Дону, ул.Пойменная 1.
Основные положения, выносимые на защиту:
- обоснование эффективности применения технологии биологической очистки сточных вод применением освещения в темное время суток;
- результаты исследований основных закономерностей биохимических процессов при биологической очистке сточных вод с использованием освещения, других внешних воздействий в лабораторных условиях;
- обоснование оптимального технологического режима работы сооружений биологической очистки сточных вод с использованием освещения и биодобавок, обеспечивающих заданную эффективность очистки сточных вод;
- результаты работы на реальной сточной воде, реализующей технологию биологической очистки с применением освещения и биодобавок;
- показатели экономической эффективности разработанной технологии.
Апробация работы. Основные положения, изложенные в диссертационной работе докладывались и обсуждались на всероссийских и международных научно-практических конференциях «Техновод» (г.Чебоксары, 2011г., г.Санкт-Петербург, 2012г.), «Строительство» (г.Ростов-на-Дону, 2011-2012 г.г.), ФГБОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ) (2012 г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы достаточно полно в 12 печатных работах, общим объёмом 2,95 п.л. (вклад соискателя 1,62 п.л.), в том числе 3 статьях в научных журналах и изданиях, которые включены в перечень российских рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертаций, выдано 2 патентах РФ на изобретение, 7 работах, опубликованных в материалах всероссийских и международных конференций и симпозиумов.
Личный вклад автора состоит в выдвижении идей, научном обосновании, постановке и проведении исследований, анализе результатов, разработке технологии и ее внедрении.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 125 страницах машинописного текста, включает 31 таблицу, 33 рисунка, и состоит из введения, 5 глав, основных выводов, библиографического списка использованной литературы из 122 наименований, примечаний.
