Исследование технологического процесса утилизации осадков сточных вод

Содержание

Слайд 2

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЕКТЫ БУДУЩЕГО

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЕКТЫ БУДУЩЕГО

Слайд 3

«ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЕКТЫ БУДУЩЕГО. Исследование технологического процесса утилизации осадков сточных вод» Научно-исследовательский


«ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЕКТЫ БУДУЩЕГО. Исследование технологического процесса утилизации осадков сточных вод»
Научно-исследовательский

профориентационный проект реализуется во взаимосвязанных направлениях:
дополнительное, основное, высшее образование, предприятия и организации
Разработчиком проекта являются сотрудники ФГБОУ ВО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова». Связующим элементом является Центр творческого развития «Октябрьский»
Слайд 4

Организации - партнёры МБОУ ДО ЦТР «Октябрьский» г. Ижевск http://ddt-eduline.ru ФБОУ

Организации - партнёры

МБОУ ДО ЦТР «Октябрьский» г. Ижевск
http://ddt-eduline.ru
ФБОУ ВО «ИжГТУ

им. М.Т.Калашникова»
http://www.istu.ru/
МУП г. Ижевска «Ижводоканал»
http://izhvodokanal.ru/
Слайд 5

Содержание проекта Цель – создание системы начальной инженерной подготовки учащихся по

Содержание проекта

Цель – создание системы начальной инженерной
подготовки учащихся по

профилю водоснабжения и водоотведения, экологии, энергетики на основе образовательной робототехники с применением сред программирования.
Ожидаемые результаты
Ранняя профориентация. Научно-исследовательская деятельность.
Практикоориентированное обучение
Подготовка инженерных кадров. Профессии будущего
Слайд 6

Содержание проекта Интерактивные лекции, практические занятия, квесты, научно-исследовательские работа, форумы. Мини

Содержание проекта

Интерактивные лекции, практические занятия, квесты, научно-исследовательские работа, форумы.
Мини – проекты.


Изучение сред управления и программирования, проектная деятельность
Задачи поискового характера.
Творческие, профориентационные и научно-исследовательские занятия.
Экологические профильные смены в МДЦ «Артек» и ВДЦ «Смена».
Слайд 7

Проекты обучающихся

Проекты обучающихся

Слайд 8

Профильная смена «ЭКОТЕХ» апрель 2019

Профильная смена
«ЭКОТЕХ»
апрель 2019

Слайд 9

Профильная смена «ЭКОТЕХ» апрель 2019

Профильная смена
«ЭКОТЕХ»
апрель 2019

Слайд 10

Профильная смена «ЭКОТЕХ» апрель 2019

Профильная смена
«ЭКОТЕХ»
апрель 2019

Слайд 11

Профильная смена «ЭКОТЕХ» апрель 2019

Профильная смена
«ЭКОТЕХ»
апрель 2019

Слайд 12

Организация и проведение научно-исследовательских работ : -создание современной лаборатории биотехнологий для

Организация и проведение научно-исследовательских работ :
-создание современной лаборатории биотехнологий для исследования

осадка сточных вод и путей использования ее теплоты и биомассы как резерва энергосбережения на ОСК МУП «ИжВодоканал» г. Ижевска;
- проведение экспериментальных исследований на ОСК МУП г.Ижевска "ИжВодоканал" с применением биореактора АН-БР-З с целью выявления оптимального технологического режима анаэробного сбраживания осадка сточных вод;
- выбор оптимальной технологии применительно к ОСК МУП г.Ижевска «Ижводоканал».
Слайд 13

Для проведения практических и лабораторных работ и экспериментальных исследований используется лабораторное

Для проведения практических и лабораторных работ и экспериментальных исследований используется лабораторное

оборудование:

Система микроволнового разложения Berghof SPEEDWAVE MWS-2+ DAC-70

Система очистки воды Simplicity S.Kit (EU);

9

В рамках НИР согласно договору № ВИВ-1-12/с от 16 июля 2012 года с МУП города Ижевска «Ижводоканал» проводились исследования в лаборатории технологического контроля на очистных сооружениях водоканала г. Ижевска

Слайд 14

10 Стереомикроскоп Olympus серии CX41 Вид активного ила под микроскопом OLYMPUS CX41

10

Стереомикроскоп Olympus серии CX41

Вид активного ила под микроскопом OLYMPUS CX41

Слайд 15

C помощью стереомикроскопа OLYMPUS СX41с видеокамерой pixel-fox был произведён подсчёт выживших

C помощью стереомикроскопа OLYMPUS СX41с видеокамерой pixel-fox был произведён подсчёт выживших

колоний микроорганизмов.

Стереомикроскоп OLYMPUS СX41 с выводом данных на персональный компьютер

Слайд 16

6 Экспериментальные исследования технологического процесса утилизации осадка сточных вод, проводимые на

6

Экспериментальные исследования технологического процесса утилизации осадка сточных вод, проводимые на ОСК

МУП г.Ижевска "ИжВодоканал» проходят в несколько этапов.
Проводятся исследования влияния нефтепродуктов на жизнедеятельность активного ила.
Для проведения экспериментов используются образцы активного ила, которые исследуются с помощью микроскопа OLYMPUS.
Слайд 17

Процесс сбора активного ила 8 В начале эксперимента был произведён забор

Процесс сбора активного ила

8

В начале эксперимента был произведён забор осадков

сточных вод в сборном лотке (после вторичных отстойников)
Слайд 18

Произведена маркировка канистр : АИ-95, АИ-92, АИ-76, машинное масло Дозирование активного

Произведена маркировка канистр : АИ-95, АИ-92, АИ-76, машинное масло

Дозирование активного ила

в пятилитровые канистры по 2,5 л.
Слайд 19

С помощью пипеток было произведено дозирование машинного масла и нефтепродуктов концентрацией

С помощью пипеток было произведено дозирование машинного масла и нефтепродуктов концентрацией

3мг/л. в соответствии с нанесённой на канистры маркировкой

C помощью полимерных трубопроводов была произведена подводка сжатого воздуха от двух аэраторов к четырём пятилитровым полиэтиленовым канистрам заполненным активным илом Канистры заполнены активным илом в объёме 2,5л.

Слайд 20

Все результаты эксперимента зафиксированы в протоколе испытаний:

Все результаты эксперимента зафиксированы в протоколе испытаний:

Слайд 21

В рамках договора НИР №ВиВ-1-12/с от 16.07.2012г, нами проводятся исследования процесса

В рамках договора НИР №ВиВ-1-12/с от 16.07.2012г, нами проводятся исследования

процесса сбраживания смеси осадков сточных вод и активного ила в биореакторе АН-БР-3. Эксперимент проводился в 3 этапа.
1 этап : даты проведения 15.12.2014 – 28.12.2014г.
2 этап: даты проведения 18.05.2015 – 25.05.2015г.
3 этап: даты проведения 01.12.2016 – 15.12.2016г.
4 планируемый этап: 01.05.2022-15.05.2022 гг

Методика проведения экспериментальных исследований

Слайд 22

Научная новизна работы: - оптимизация технологического процесса сбраживания; - экспериментальные исследования,

Научная новизна работы:
- оптимизация технологического процесса сбраживания;
- экспериментальные исследования,

проводимые на ОСК МУП г.Ижевска "ИжВодоканал" на биореакторе АН-БР-З с целью выявления оптимального технологического режима анаэробного сбраживания осадка сточных вод.
- выбор оптимальной технологии применительно к ОСК МУП г.Ижевска «Ижводоканал».
Слайд 23

Существующие технологические схемы с применением метантенков. Биогазовая установка для сельского хозяйства

Существующие технологические схемы с применением метантенков.
Биогазовая установка для

сельского хозяйства
Биогазовая
установка для
высококонцентрированных
осадков сточных вод
Слайд 24

Схемы биогазовых установок для обработки осадков сточных вод

Схемы биогазовых установок
для обработки осадков сточных вод

Слайд 25

В результате проведения декомпозиции биогазовых установок были выделены следующие критерии оптимизации:

В результате проведения декомпозиции биогазовых установок были выделены следующие критерии

оптимизации:
Производительность по выходу биогаза (статистическое моделирование для определения режимов сбраживания);
Режимы сбраживания (температура (Т), частота перемешивания (v), концентрация осадка (n), активная реакция (рН));
Химический состав биогаза (азот (N), сера (S), фосфор (P), железо (Fe), тяжелые металлы);
Содержание метана в биогазе;
Применение (использование) выгружаемого сброженного субстрата
Слайд 26

Задача оптимизации технологического процесса работы биореактора АН-БР-3 сводится к максимизации выхода

Задача оптимизации технологического процесса работы биореактора АН-БР-3 сводится к максимизации

выхода биогаза.
Максимизация выхода биогаза, при анаэробном сбраживании, проводится по следующим критериям:
t – температура бродящей биомассы(°С),
ν - Режим перемешивания(1-4).
рН – активная реакция среды.
Исходя из этих критерий можно выделить следующие ограничения:
8°С ≤ t ≤ 55°С
1 режим ≤ ν ≤ 4 режим
8 ≤ рН ≤ 6
Слайд 27

Задача оптимизации технологического процесса работы биореактора АН-БР-3 сводится к максимизации выхода

Задача оптимизации технологического процесса работы биореактора АН-БР-3 сводится к максимизации

выхода биогаза.
Максимизация выхода биогаза, при анаэробном сбраживании, проводится по следующим критериям:
t – температура бродящей биомассы(°С),
ν - Режим перемешивания(1-4).
рН – активная реакция среды.
Исходя из этих критерий можно выделить следующие ограничения:
8°С ≤ t ≤ 55°С
1 режим ≤ ν ≤ 4 режим
8 ≤ рН ≤ 6
Слайд 28

Общие выводы: Выделены следующие критерии оптимизации работы биогазовых установок: Температурный режим(t°С);

Общие выводы:

Выделены следующие критерии оптимизации работы биогазовых установок:
Температурный режим(t°С);
Режим

перемешивания осадка(ν, об/мин);
Активная реакция среды(рН).
Максимальный выход биогаза на первом этапе исследования на 5 день составил 42,8% НКПР = 12,63 мг/дм³.
Выработка биогаза была оптимальна на втором этапе исследований с 2 по 11 день. Максимальный выход метана на втором этапе исследования составил 98,3% НКПР = 29,10 мг/дм³