Культивирование биохимических микроорганизмов

Схема культивирования бактерий в технологии CASS. Производительность станции обработки сточных вод в промышленном парке для обработки промышленных стоков (стоков фармацевтической и химической промышленности) составляет 12 500 тонн в сутки. Основные показатели качества входящих сточных вод следующие: CODcr ≤ 1000 мг/л, BOD5 ≤ 500 мг/л, SS ≤ 500 мг/л, TN ≤ 50 мг/л, NH3-N ≤ 40 мг/л, TP ≤ 4,0 мг/л, pH 6–9, цветность ≤ 300. Показатели качества выходящих сточных вод соответствуют стандартам, указанным в «Общих стандартах сброса сточных вод» (GB8978-1996), а именно: CODcr ≤ 150 мг/л, BOD5 ≤ 30 мг/л, SS ≤ 150 мг/л, NH3-N ≤ 25 мг/л, TP ≤ 1,0 мг/л, pH 6–9, цветность ≤ 80. Технологический процесс заключается в использовании одного резервуара типа CASS, разделенного на 4 секции. Размеры каждой секции: зона биологической обработки (условия дефицита кислорода): длина – 15 м, ширина – 6 м, эффективная глубина – 6 м; время пребывания воды в резервуаре – 4,2 часа； Основная биохимическая зона имеет длину 47,5 м, ширину 15 м и эффективную глубину 6 м. Каждый блок работает 6 циклов в день по принципу непрерывного подачи воды; продолжительность каждого цикла составляет 6,0 часа. Распределение времени выглядит следующим образом: подача воды/аэрация – 4,0 часа, подача воды/осадка – 1,0 часа, подача воды/слив воды – 1,0 часа. Нагрузка на ил во время аэрации составляет 0,095 кг BOD5/кг MLss·д; концентрация ила — 4 г/л; коэффициент слива — 16,2%. Процесс работы бассейна CASS необходимо корректировать в зависимости от качества воды, поступающей в него. В таблице 6-3 приведено распределение времени на различные этапы работы отдельных ячеек CASS, а также информация о работе различных устройств.  Таблица работы однокамерного биохимического реактора CASS, таблица 6-3. Хронология процессов и время их выполнения (в часах): мешалка, подача воды, клапаны, устройства для отделения осадка, насос для выкачки ила, насос для обратного потока. Этап 1: подача воды, аэрация – 4,0 часа; состояние оборудования: включено/выключено. Этап 2: подача воды, осаждение – 1,0 часа; состояние оборудования: включено/выключено. Этап 3: подача воды, слив воды – 1,0 часа; состояние оборудования: включено/включено/включено/включено/включено. В каждом биохимическом реакторе CASS установлено по 8 насосов для обратного потока ила. Поток от одного насоса: Q=120 м³/ч, H=8 м, N=5,5 кВт; максимальное соотношение обратного потока — 185%. В резервуаре CASS установлено 8 насосов для откачки остаточных осадков. Поток от одного насоса: Q=55 м³/ч, H=10 м, N=3,0 кВт ； Оставшийся ил может быть сброшен в резервуар для ила или регулирующий резервуар, а также в резервуар для гидролиза и ацификации; максимальный коэффициент обратного потока в резервуар для гидролиза и ацификации составляет 85%. В резервуаре CASS установлена трубчатая система микропористого аэрации протяженностью 1700 метров; коэффициент использования кислорода превышает 20%. В резервуаре CASS установлено 4 устройства для слива воды; объем сливаемой воды составляет 800 м³/ч, а мощность устройств — 1,5 кВт. В бассейне CASS установлено четыре регулирующих клапана для подачи воды, размером 1500×500. В зоне биологического отбора (зоне недостатка кислорода) устанавливаются насосы для перемешивания с низкой скоростью; мощность каждого насоса составляет 2,2 кВт. Расход воздуха в резервуаре CASS составляет 1,5 кг O2 на 1 кг BOD5 и 4,7 кг O2 на 1 кг NH3-N; коэффициент использования кислорода — 20%. Расход воздуха на один модуль составляет 38,7 м3/мин. В системе CASS установлено 5 вентиляторов, из которых 4 работают, а 1 — в резерве. Расход воздуха на один вентилятор — 41,2 м³/мин, давление воздуха — 7 м, мощность — 75 кВт. В качестве вентилятора используется ротационный вентилятор с собственным звукоизоляционным и защитным от дождя кожухом. Показатель выработки ила: 0,6 кг MLSS/кг BOD; объем остаточного ила составляет 5,25 т/д; содержание воды — 99,2%; объем ила — 656 м³. Мой план культивирования бактерий: объем одного отсека резервуара CASS составляет 4815 м³; резервуар разделен на четыре отсека. В каждый отсек заливается вода, после чего добавляется ил с концентрацией 1500 мг/л. Содержание влаги в этом иле составляет 80%, а содержание органических веществ — также 80%. Необходимо добавить 45 тонн ила. Культивирование осуществляется поэтапно: сначала в два резервуара (1# и 2#) добавляется в общей сложности 90 тонн ила для начала культивирования бактерий. После правильного выращивания культуру переносят в два других резервуара (3# и 4#) для дальнейшего разведения. Посмотрим, верно ли моё понимание: ежедневная пропускная способность станции очистки сточных вод составляет 12 500 тонн, что соответствует расходу воды 520 тонн/час. Бассейн типа CASS разделен на четыре секции; каждая секция обрабатывает по 3125 тонн в день. Согласно проектной документации, цикл работы одной секции бассейна CASS составляет 6 часов; вода поступает непрерывно, максимальный расход воды в одну секцию за час — 130 тонн. Время выполнения отдельных этапов: Этап 1 — подача воды и аэрация — 4,0 часа; Этап 2 — подача воды и осаждение — 1,0 часа; Этап 3 — подача воды и слив — 1,0 часа. На мой взгляд, во время этапа слива подача воды должна прекратиться, верно? В таком случае объем воды, поступающей за час, составляет 156 тонн. Будь то 130 или 156, объем воды для одной ячейки при адаптации в итоге составляет 130 тонн/час или 156 тонн/час; я сейчас настраиваю её на уровень 156 тонн/час. График наладки процесса культивирования микроорганизмов в камерах №1 и №2
Этап | Время | Расход воды (тонны/сутки) | Режим работы резервуара CASS | Культивирование микроорганизмов
---|---|---|---|---
4 мая | Внесение ила | Безводная аэрация |
5 мая | Внесение ила | Безводная аэрация |
6–10 мая | 1000 | Два раза в день сменяется вода; каждый раз по 500 тонн. Безводная аэрация в течение 12 часов |
11–15 мая | 1500 | Два раза в день сменяется вода; каждый раз по 750 тонн. Безводная аэрация в течение 12 часов |
Адаптация | 16–18 мая | 500 | Непрерывный подвод воды со скоростью 25 т/ч. Аэрация в течение 4 часов, осаждение в течение 0,5 часа, отстой в течение 0,5 часа |
19–21 мая | 1000 | Непрерывный подвод воды со скоростью 50 т/ч. Аэрация в течение 4 часов, осаждение в течение 0,5 часа, отстой в течение 0,5 часа |
21–25 мая | 1400 | Непрерывный подвод воды со скоростью 70 т/ч. Аэрация в течение 4 часов, осаждение в течение 0,5 часа, отстой в течение 0,5 часа |
26–30 мая | 2000 | Непрерывный подвод воды со скоростью 100 т/ч. Аэрация в течение 4 часов, осаждение в течение 1 часа, отстой в течение 1 часа |
31 мая – 6 июня | 2600 | Непрерывный подвод воды со скоростью 130 т/ч. Аэрация в течение 4 часов, осаждение в течение 0,5 часа, отстой в течение 0,5 часа |
7–12 июня | 3120 | Непрерывный подвод воды со скоростью 156 т/ч. Аэрация в течение 4 часов, осаждение в течение 1 часа, отстой в течение 1 часа |

График наладки процесса культивирования микроорганизмов в камере №3
Этап | Время | Расход воды (тонны/сутки) | Режим работы резервуара CASS | Культивирование микроорганизмов
---|---|---|---|---
3 июня | Внесение ила | Безводная аэрация |
4–8 июня | 1000 | Два раза в день сменяется вода; каждый раз по 500 тонн. Безводная аэрация в течение 12 часов |
19–23 июня | 1500 | Два раза в день сменяется вода; каждый раз по 750 тонн. Безводная аэрация в течение 12 часов |
Адаптация | 24–26 июня | 500 | Непрерывный подвод воды со скоростью 25 т/ч. Аэрация в течение 4 часов, осаждение в течение 0,5 часа, отстой в течение 0,5 часа |
27–29 июня | 1000 | Непрерывный подвод воды со скоростью 50 т/ч. Аэрация в течение 4 часов, осаждение в течение 0,5 часа, отстой в течение 0,5 часа |
30 июня – 4 июля | 1400 | Непрерывный подвод воды со скоростью 70 т/ч. Аэрация в течение 4 часов, осаждение в течение 0,5 часа, отстой в течение 0,5 часа |
5–11 июля | 2000 | Непрерывный подвод воды со скоростью 100 т/ч. Аэрация в течение 4 часов, осаждение в течение 1 часа, отстой в течение 1 часа |
12–18 июля | 2600 | Непрерывный подвод воды со скоростью 130 т/ч. Аэрация в течение 4 часов, осаждение в течение 1 часа, отстой в течение 1 часа |
19–25 июля | 3120 | Непрерывный подвод воды со скоростью 156 т/ч. Аэрация в течение 4 часов, осаждение в течение 1 часа, отстой в течение 1 часа |
Примечание: Ил для заселения камеры №3 берется из камер №1 и №2; начиная с 26 мая. (Вопрос: при заборе ила из камер №1 и №2 как следует корректировать режим работы резервуара CASS? Не уменьшится ли расход воды? Не снизится ли эффективность очистки?)

График наладки процесса культивирования микроорганизмов в камере №4
Этап | Время | Расход воды (тонны/сутки) | Режим работы резервуара CASS | Культивирование микроорганизмов
---|---|---|---|---
3 июля | Внесение ила | Безводная аэрация |
4–8 июля | 1000 | Два раза в день сменяется вода; каждый раз по 500 тонн. Безводная аэрация в течение 12 часов |
9–13 июля | 1500 | Два раза в день сменяется вода; каждый раз по 750 тонн. Безводная аэрация в течение 12 часов |
Адаптация | 14–16 июля | 500 | Непрерывный подвод воды со скоростью 25 т/ч. Аэрация в течение 4 часов, осаждение в течение 1 часа, отстой в течение 1 часа |
17–19 июля | 1000 | Непрерывный подвод воды со скоростью 50 т/ч. Тот же режим |
20–25 июля | 1400 | Непрерывный подвод воды со скоростью 70 т/ч. Тот же режим |
26–30 июля | 2000 | Непрерывный подвод воды со скоростью 100 т/ч. Тот же режим |
31 июля – 6 августа | 2600 | Непрерывный подвод воды со скоростью 130 т/ч. Тот же режим |
7–14 августа | 3120 | Непрерывный подвод воды со скоростью 156 т/ч. Тот же режим |
Примечание: Ил для заселения камеры №4 берется из камер №1 и №2; начиная с 20 июня. Последнее изменение в этом посте было сделано cdpulin 16.03.2009 в 11:00]

III. Краткое описание схемы культивирования бактерий Учитывая необходимость сокращения затрат на культивирование, а также возможность более эффективного использования человеческих и материальных ресурсов, планируется разделить весь процесс культивирования на три этапа. Первый этап: сначала проводится культивирование активного ила в северной части реактора №1 (мощность – 55 тыс. тонн в день) и в южной части реактора №2 (также 55 тыс. тонн в день). Второй этап: после того, как активный ил в северной части реактора №1 и в южной части реактора №2 достигнет необходимого уровня развития, начинается процесс культивирования бактерий в южной части реактора №1 и в северной части реактора №2. Третий этап: стабильная работа оборудования и настройка процессов удаления фосфора и азота ； Наконец, начинается непрерывная производственная работа. 　 　IV. Метод культивирования бактерий 　　 Используется комбинированный метод периодической и непрерывной замены воды. 　 　V. Источник и количество штаммов бактерий Штаммы бактерий поступают из резервуаров для концентрации ила, расположенных на этапах I и II строительства станции обработки сточных вод Датанша. С помощью подводной насосной установки DN100 ил из этих резервуаров перекачивается в контейнеры объемом 4000 л (их всего два). Затем с помощью этих контейнеров концентрированный ил транспортируется к северной части реактора №1 и к южной части реактора №2. Далее с помощью еще двух подводных насосных установок DN100 (по одной на каждый реактор) ил напрямую перекачивается внутрь реакторов. С учетом объема реакторов и технологических требований необходимо использовать около 5600 м³ бактерий с содержанием воды 97% (эта цифра не включает случаи гибели бактерий в процессе настройки оборудования). 　　 VI. Сроки культивирования бактерий 　Всего на культивирование бактерий требуется 120 дней: первый этап занимает 45 дней, второй – 30 дней, а третий – ещё 45 дней. VII. Штатное расписание 　　 В соответствии с потребностями работы по выращиванию культур формируются следующие рабочие группы: 　　 1. Руководящая группа: состоит из руководства компании ； 　　 2. Группа по технологии культивирования: требуется 3 инженера по процессам, 2 машиностроителя, 1 инженер по приборам и 2 электротехника ； 　　 3. Рабочая группа: требуется 5 техников по производству, 4 механических техника, 3 электрических техника, 4 механика-ремонтника, 3 электрика-ремонтника и 6 рабочих-техников ； VIII. Распределение обязанностей 　　 1. Управление технической частью работы: разработка технических решений для процесса культивирования, руководство по корректировке технических параметров, адаптация плана культивирования в зависимости от хода работ, контроль за выполнением плана культивирования. Эту работу выполняет техническая группа, ответственная за культивирование ； 　　 2. Управление процессом работы: в соответствии с планом культивирования на месте выполняются различные операции, включая установку портативных подводных насосов для перекачки культур бактерий, контроль за клапанами входа и выхода воды, регулирование объема аэрации в резервуарах и т. д. Эту работу выполняет операционная группа, которая работает по трём сменам: дневной, ночной и сверхночной ；

Конкретные операции по выращиванию микроорганизмов: 1. Первый этап: выращивание активного ила в северной части реактора №1 и в южной части реактора №2. С помощью насоса для ила (один единиц) бактерии активного ила из первой и второй зон завода перекачиваются в транспортные контейнеры для ила (два единицы). Затем эти контейнеры доставляются к южной части реактора №1 и к северной части реактора №2 соответственно. После этого с помощью насосов (по одному насосу на каждый реактор, всего два насоса) бактерии перекачиваются внутрь реакторов. 　　 Конкретные шаги выполнения следующие: （1）Открыть главный входной клапан для воды в верхнем колодце, а также главные клапаны для распределения воды на востоке и западе. 　　 (2) Открыть входные клапаны каналов с решетками №1–№4, закрыть два предохранительных клапана и опустить четыре регулируемых заслонки для выхода воды на самое низкое положение. 　 (3) Открыть все входные клапаны в северной части реактора №1 и в южной части реактора №2; закрыть предохранительные клапаны в северной части реактора №1 и в южной части реактора №2. Также необходимо закрыть все входные клапаны, а также предохранительные клапаны в южной части реактора №1 и в северной части реактора №2. 　　 (4) Переместить регулируемые заслонки стоков в северной части реактора №1 и в южной части реактора №2 в самое низкое положение. 　　 (5) Открыть клапаны подачи воды и клапаны выгрузки ила во вторых осадительных бассейнах №2 и №4, закрыть клапаны подачи воды и клапаны выгрузки ила во вторых осадительных бассейнах №1, №3, №5 и №6. 　　 (6) Включаются насосы на насосной станции за пределами завода для подачи воды на территорию завода; в это время также включаются устройства для фильтрации и удаления осадка. Сточные воды после прохождения через фильтры и резервуары для осадка попадают в северный реактор №1 и южный реактор №2. 　　 (7) Когда сточные воды покроют аэрационные трубки, необходимо включить вентилятор и постепенно открывать клапаны для подачи воздуха в северную часть реактора №1 и южную часть реактора №2. Затем начинается закачка культуры бактерий в реакторы. Необходимо регулировать количество воздуха, чтобы осадок находился в состоянии полного перемешивания и оставался в суспензии. 　　 (8) Проверьте размеры монтажа миксеров, поочередно включите их и проведите испытания в режиме холостого хода, чтобы оценить их работу без нагрузки ； 　　 (9) После затопления миксера водой включите все миксеры для перемешивания. 　　 (10) Когда уровень сточных вод поднимается до высоты выпускного водосброса, закрываются насосы станции отведения сточных вод, что прекращает подачу воды на территорию завода. В это время продолжается добавление бактерий, регулируется объем аэрации; происходит процесс статического аэрирования до тех пор, пока не будет добавлено все необходимое количество бактерий. 　　 (11) После добавления культуры бактерий происходит 12-часовой период статического насыщения, затем снова включается насосная станция, расположенная за пределами завода, для подачи воды на территорию завода; начинается этап периодической замены воды. Объем воды, заменяемой за один цикл, составляет примерно половину объема воды в реакторе, то есть около 20 000 м³. Скорость потока воды должна составлять 4000 м³ в час. Насос включается (выключается) каждые 5 часов. 　　 (12) После поступления сточных вод во 2-й осадительный бассейн включается устройство для сбора ила; с помощью клапанов ил возвращается обратно в помещение насосов для перекачки ила. В зависимости от уровня жидкости на поверхности ила включается насос для перекачки ила, который переносит осевший ил обратно в реакционный бассейн. 　　 （13）Проверить размеры монтажа насосов обратного потока смеси и насосов обратного потока ила, условия их крепления, а также состояние смазки подшипников ； 　　 (14) Проверить, правильно ли установлены клапаны в трубопроводах, и находится ли система электроснабжения в исправном состоянии ； 　　 (15) Режим периодической замены воды длится примерно 20 дней; при тестировании на осадку ила, если показатель SV > 15, можно перейти к режиму непрерывной замены воды. Насосная станция, расположенная вне завода, непрерывно подает воду на территорию завода; расход воды контролируется на уровне 50 тысяч тонн в день. Контроль объема аэрации осуществляется таким образом, чтобы уровень DO составлял 1–2 мг/л. Этот процесс продолжается до тех пор, пока активный ил в южной части реактора номер 1 не станет готовым к дальнейшей работе, а значение MLSS не достигнет 3500 мг/л. Только после этого переходят к следующему этапу. 　 　2. Второй этап: культивирование активного ила в южной части реактора №1 и в северной части реактора №2. Поскольку помещения насосов для обратного потока ила в южной и северной частях реакторов №1 и №2 соединены между собой через каналы обратного потока ила, при культивировании бактерий в южной части реактора №1 можно использовать насос для обратного потока ила из южной части, чтобы ввести зрелые бактерии активного ила из северной части в южную часть реактора. Аналогично, при культивировании бактерий в северной части реактора №2 можно использовать насос для обратного потока ила из северной части, чтобы ввести зрелые бактерии активного ила из южной части в северную часть реактора. 　　  3. Конкретные шаги выполнения: 　　 (1) Открыть все входные клапаны в южную часть реактора №1 и северную часть реактора №2; отрегулировать регулируемые заслонки для выхода воды в южной части реактора №1 и северной части реактора №2 на минимальное положение. 　　 (2) На насосной станции за пределами завода запускается ещё один насос для подачи сточных вод на территорию завода. 　　 (3) Когда сточные воды затопляют аэрационные трубки, запускается насос для обратного потока ила, с помощью которого бактерии активного ила подаются в реактор, где происходит культивирование. 　　 (4) Установить дополнительный вентилятор и постепенно открывать клапаны на разных участках, регулируя объем подачи воздуха таким образом, чтобы ил мог полностью перемешиваться и оставаться в суспензии. 　　 (5) Когда сточные воды покрывают лопасти миксера, включаются все миксеры для перемешивания. 　　 (6) Когда уровень сточных вод достигает высоты выпускного водосброса, открываются клапаны для подачи воды и клапаны для слива ила в резервуарах для двойной фильтрации №1, №3, №5, №6. 　　 (7) Когда сточные воды попадают во вторичные осадители №1, №3, №5, №6 и затапливают рычаги машин для снятия ила, запускаются машины для снятия ила №1, №3, №5, №6. 　　 (8) Когда уровень жидкости в осадителях №1 и №3 поднимается до уровня выходного водосброса, в зависимости от уровня жидкости с илом в южной части реактора №1, запускается ещё один насос для обратного перекачивания ила, что способствует более быстрому возвращению микроорганизмов в южную часть реактора. Когда уровень жидкости в двух осадительных бассейнах №5 и №6 достигает высоты стокового водосброса, в зависимости от уровня жидкости с навозом в северном бассейне реактора №2, запускается ещё один насос для обратного перекачивания навоза, что способствует более быстрому возвращению микроорганизмов в северный бассейн. 　　 (9) Путем регулировки клапанов подачи воды в южный и северный реакторы №1, а также в три осадительных бассейна, количества насосов для обратного потока ила и интенсивности аэрации в различных зонах обеспечивается стабильная работа установок до тех пор, пока ил в южном и северном реакторах не станет готовым к дальнейшей обработке. После того, как значение коэффициента осаждения SV превысит 15, а значение MLSS — 3500 мг/л, переходят к следующему этапу. 　 　4. Третий этап: Этап стабильной эксплуатации. Основные задачи на этом этапе следующие: (1) Поскольку на предыдущем этапе была завершена работа по выращиванию бактерий, на данном этапе в каждом резервуаре сбрасывается оставшийся ил в соответствии с требованиями технологического процесса. 　　 (2) Регулировать клапаны подачи воды, клапаны распределения воды, воздушные клапаны и насосы для обратного потока ила в каждом резервуаре, чтобы обеспечить их равномерную и стабильную работу. 　　 (3) Открыть клапаны обратного потока сточных вод в реакторах №1 и №2, а также запустить насос для обратного потока сточных вод. 　　 (4) Под руководством данных лабораторных анализов начинаются тесты на эффективность удаления фосфора и азота с целью постепенного обеспечения соответствия пяти основных показателей качества сточных вод нормам. 　 Последнее изменение в этом посте было сделано cdpulin 16.03.2009 в 11:07]

Это всё какой-то неразборчивый текст? Почему формат такой беспорядочный? . .