Коллектив авторов - 100-летию академика П.А. Кирпичникова. Научная сессия (5-8 февраля 2013 г.)

Получены данные по биотестированию водных сред и оценке процессов биоиндикации сточных вод, содержащих ионов никеля (II) и хрома (VI), с характеристикой микробного сообщества активного ила и биопленки в системах биологической очистки металлсодержащих сточных вод промышленных предприятий.

Исследован процесс биологической очистки сточных вод приборостроительного производства от ионов тяжелых металлов и СПАВ. Установлена зависимость качественного и количественного состава очищенной сточной воды, а также степени адсорбции ионов тяжелых металлов активным илом биологических очистных сооружений от последовательности смешения отдельных потоков сточных вод.

В составе сточных вод биогенные элементы представлены соединениями углерода, азота, фосфора и серы. Для их комплексного удаления из сточных вод весьма эффективным с экономической, технологической и экологической точек зрения являются биологические процессы, реализованные в технологической схеме (реакторе) с использованием микробных сообществ активного ила и/или биопленки.

Исследована возможность использования биофильтрациионной системы для очистки производственных сточных вод, содержащих нитрат- и сульфат-ионы в количествах, не соответствующих предъявляемым требованиям. Эффективность очистки оценивалась по изменению концентраций взвешенных веществ, органических веществ, соединений азота и серы.

Рассмотрены два метода обеззараживания этих стоков: сорбционный и реагентный. Показано более высокая эффективность последнего. Лучше результаты достигнуты при совместном использовании коагулянта Аква- аурат в дозе 700 мг/л и флокулянта Праестол в дозе 5 мг/л. При этом эффективность очистки достигла по ХПК 15.1 %, по взвешенным веществам 46.9 %, по нефтепродуктам 84.9 %.

Установлено влияние низкочастотного ультразвука на ферментативную активность илов процесса продленной аэрации. Эксперименты проводились на установках стационарного типа, на ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А. При этом наблюдалось повышение ферментативной активности илов, которое обусловлено разрыхлением хлопьев ила, деструкции биомассы с последующим выделением в иловую суспензию эндогенных ферментов и рост стимулирующих веществ.

Обязательными операциями на молокоперерабатывающих предприятиях является пастеризация и гомогенизация молока. Сложность аппаратурного оформления данных процессов требует необходимость внедрения альтернативного способа обработки молочного сырья. Использованы мембранные кавитационные реакторы. Показана перспективность использования низкочастотного ультразвука для пастеризации и гомогенизации молока.

Технологические преимущества ультразвукового метода обуславливают возможность и целесообразность его использования для обеззараживания воды в малых объектах культурно-бытового назначения. Подтверждена перспективность технологии дезинфекции воды по количеству обнаруженных бактерий.

Показано, что встроенный пучок трубчатых мембран приводит к разделению потока на отдельные струи, движущиеся по траекториям различной длины вдоль внутренних поверхностей аппарата. Предложена модель струйного течения с дополнительным переносом вещества в радиальном направлении.

Выполнена оценка массообменных характеристик инокулятора вытеснения. Сульфитное число при подаче технического кислорода под давлением 0,3 МПа в полости мембран равно 1,2 г/л.час. Интенсивность массообмена кислорода, обусловлена проницаемостью применяемых мембран и мало зависит от режима движения жидкости в диапазоне скоростей потока от 0,33 час -1до 11,47 час -1.

Решена задача параметрической идентификации высокотемпературного гидролиза целлюлозы серной кислотой. С использованием численных методов найдены прогнозные значения параметров высокотемпературного гидролиза – констант скоростей и энергии активации. Полученные расчетные значения параметров кинетической модели гидролиза адекватно отражают процессы при высоких температурах 150 -190 0С.

Проведено моделирование кинетики процессов высокотемпературного гидролиза растительного сырья слабой уксусной кислотой (1-3 % масс). Решена задача многомерной оптимизации с целью идентификации параметров процессов гидролиза для температур 150 – 190 0С. Идентификация проводилась на основе изменения концентрации редуцирующих веществ.