ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКТОРСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МЕМБРАННОГО БИОРЕАКТОРА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

В данной статье рассматривается способ очистки сточных вод предприятий молочной промышленности, основанный на комбинировании биологических методов очистки и мембранного разделения. Обоснована теоретическая и практическая значимость применения биомембранной технологии. Изучены методы очистки сточных вод с учетом проведенного анализа состава сточных вод молочной промышленности. Представлена конструкция мембранного биореактора, включающая денитрификатор, аэротенк и мембранный резервуар. Описан принцип работы установки, а также ее достоинства и недостатки. Представлены характеристики отдельных элементов конструкции и факторы, оказывающие влияние на правильную работу денитрификатора, аэротенка и мембран. В работе продемонстрированы схема классической аэрации и схема мембранного разделения. Поскольку важную роль при для реализации процесса очистки в мембранном резервуаре играет правильный выбор мембран, в работе представлены характеристики различных типов мембран с их достоинствами и недостатками. Проведено сравнение классической схемы очистки и схемы мембранного разделения. В результате работы были предложены методы оптимизации конструкции мембранного биореактора и биомембранной технологии для повышения эффективности очистки сточных вод, такие как зона с прикрепленной микрофлорой в аэротенке, снижение илового индекса, снижение продолжительности окисления в аэротенке, применение регулируемых центробежных воздуходувок, системы контроля массового баланса. В заключении изучен мировой рынок применения мембранных биореакторов и сделан вывод об эффективности их применения.

сточные воды, мембранный биореактор, аэротенк, нитрификация, биологическая очистка, активный ил, аэрация

1. Баромембранные процессы и аппараты: учебное пособие / Под ред. Г.И. Николаева. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2007. -

2. Вертунов А.И. Очистка природной воды от органических загрязнений биосорбционно-мембранным методом (на примере реки Дон): дисс. на соискание ученой степени к.т.н./ А.И. Вертунов. - Новочеркасск: ЮРГПУ(НПИ) им. М.И. Платова, 2017.- 120 с.

3. Воропаева Н.Ю. Интенсификация процесса денитрификации при биологической очистке сточных вод / Н.Ю. Воропаева // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2018. - № 2.

4. Данилович Д.А. Справочник наилучших эффективных технологий. Раздел: водоотведение./ Д.А. Данилович. - М., 2015.

5. Гельфанд Е.Д. Основы биологической очистки сточных вод./ Е.Д. Гельфанд. - Архангельск: Северный(Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова», 2012.

6. Залетова Н.А. Опыт эксплуатации очистных сооружений с применением двухступенчатой схемы нитри-денитрификации / Н.А. Залетова // Водоснабжение и санитарная техника. - 2011. - № 11.

7. Куликова М.Г. Методы усовершенствования очистных сооружений на примере г. Смоленска / М.Г. Куликова, М.А. Новикова //В сборнике: Энергетика, информатика, инновации - 2015. Сборник трудов V Международной научно-технической конференции: в 2 томах. Национальный исследовательский университет «МЭИ» (Московский энергетический институт), филиал в г. Смоленске. - 2015. - С. 37-39.

8. Куликова М.Г. Моделирование технологического оборудования в пищевой промышленности // М.Г. Куликова, Л.В. Кончина / Естественные и технические науки. - Издательство «Спутникл», 2017. - №5. - с.126-127.

9. Максимычев А.В. Отчет по научно-исследовательской работе: «Разработка технологии очистки высококонцентрированных сточных вод в мембранных биореакторах»./ А.В. Максимычев. - М.: МФТИ, 2007;

10. Матейко Н.В. Анализ сточных вод молочной отрасли / Матейко Н.В. - Репозиторий БНТУ. - С. 155-160.

11. Нибусина В.И. Анализ основ мембранного загрязнения и последних достижений в области стратегии смягчения последствий загрязнений в МБР / В.И. Нибусина // Электронный научно-практический журнал «Современные научные исследования и инновации». - 2017. - №1.

12. Новикова М.А. Лабораторно-производственный контроль качества воды в системах хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения / М.А. Новикова, О.Н. Романова, М.Г. Куликова // В сборнике: Информационные технологии, энергетика и экономика Сборник трудов XII Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов: в 3 т. Филиал МЭИ в г. Смоленске. - 2015. - С. 280-283.

13. Новикова М.А. Особенности очистки промышленных и бытовых стоков / М.А. Новикова, О.Н. Романова // В сборнике: Будущее науки - 2014 Сборник научных статей 2-й Международной молодежной научной конференции: в 3-х томах. Ответственный редактор: Горохов А.А. - 2014. - С.148-150.

14. Новикова М.А. Перспективы создания замкнутого цикла водоснабжения для повышения экологичности очистных сооружений / М.А. Новикова, М.Г. Куликова // В сборнике: Современная наука и инновации. - 2017. - № 3 (19). - С. 212-214.

15. Новикова М.А. Глубокая очистка сточных вод. / М.А. Новикова // В сборнике: Современные технологии и управление Сборник научных трудов III Международной научно-практической конференции. Филиал ФГБОУ ВПО Московский государственный университет технологий и управления имени К. Г. Разумовского в р. п. Светлый Яр Волгоградской области. - 2014. С. 378-380.

16. Огурцов А.Н. Кинетика ферментативных реакций: учеб. пособие. / А.Н. Огурцов. - Харьков: НТУ «ХПИ», 2007. 145 с.

17. Очистка сточных вод при производстве продукции (товаров), выполнении работ и оказании услуг на крупных предприятиях: информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. - М.: Бюро НДТ, 2015.

18. Свистунов Ю.А. Водоотведение и очистка сточных вод (часть II) Очистка сточных вод / Ю.А. Свистунов / Курс лекций для студентов специальности «Инженерные системы сельскохозяйственного водоснабжения, обводнения и водоотведения»: - Краснодар: Куб.ГАУ.-2008.- 133 с.

19. Солкина О.С. Исследование биологической очистки сточных вод молокозавода в мембранном биореакторе / О.С. Солкина // Яковлевские чтения: Сборник докладов XII Международной научно-технической конференции, посвященной памяти академика РАН СВ. Яковлева. - 2017. - С.120-127.

20. Степанов СВ. Модульные мембранные биореакторы // Степанов СВ., Степанов А.С, Сташок Ю.Е., Блинкова Л.А. / Очистка сточных вод. 9 с;

21. Трунов П.В. Особенности процесса очистки сточных вод в погружных мембранных биореакторах / Научно-технический сборник «Коммунальное хозяйство городов». - № 93. - с. 133-137.

22. Яковлев СВ. Водоотведение и очистка сточных вод / СВ. Яковлев / Учебник для вузов: - М.: Ассоциации строительных вузов, 2006 - 704 е.;

23. ВСС Research: Market Research Reports & Industry Analysis. Global Market for Membrane Bioreactors, 2019.

24. A BCC Research Membrane & Separation Technology Report. Membrane Bioreactors: Global Markets. USA, 2015.

25. Baskaran K. Wastewater reuse and treatment options for dairy industry / K. Baskaran, L.M. Palmowski, B.M. Watson // Water Sypply. - 2003. - V. 3. - P. 85-91.

26. Marshall K.R. and Harper, W.J. (1984). The treatment of wastes from the dairy industry. Surveys in industrial wastewater treatment. Food and Allied Industries, Vol. 1, Pitman Publishing Ltd, London.