Гибридная система адсорбция гранулированным активированным углем/электрохимический процесс для местной обработки черных сточных вод с целью повторного использования

Rogers T. W., Rogers T. S., Stoner M. H., et al. A granular activated carbon/ electrochemical hybrid system for onsite treatment and reuse blackwater. Water Research, 2018, v. 144, pp. 553–560.

Разработана система местной обработки черных сточных вод жилого помещения с получением воды, качество которой соответствует требованиям к воде для смыва в унитазах. Первоначально для удаления патогенов, присутствие которых обусловлено фекальным загрязнением, предусматривалась электрохимическая обработка. Недостатком, однако, были высокое энергопотребление для достижения полного обеззараживания (48–93 кДж/л), а также сохранение окрашенности и высокого уровня ХПК после электрохимической обработки. При проведении предварительной адсорбции гранулированным активированным углем технико-экономические показатели электрохимической обработки были значительно улучшены.

 

Формиат алюминия. Синтез, характеристики и применение для очистки сточных вод, содержащих красители

Xue M., Gao B., Li R., Sun J. Aluminium formate (AF): Syntez, characterization and application in dye wastewater treatment. Journal of Environmental Sciences, 2018, v. 74, pp. 95–106.

Формиат алюминия (подверженный деструкции некоррозионный коагулянт) синтезирован с использованием гидроксида алюминия и муравьиной кислоты. Эксперименты по коагуляционной очистке сточных вод, содержащих красители, проведены с добавлением полиамидина в качестве ускорителя коагуляции. 100%-ное удаление окрашенности достигается при расходе формиата алюминия и полиамидина 18,91 и 0,71 мг/л, соответственно. По показателям коагуляционной очистки формиат алюминия превосходит традиционный коагулянт полиалюминийхлорид, даже при использовании последнего в комбинации с полиамидином.

 

Микробная минерализация струвита. Влияние концентрации солей и применение метода для удаления и извлечения фосфора

Zhao T.-L., Li H., Huang Y.-R., et al. Microbial mineralization of struvite: Salinity effect and its implication for phosphorus removal and recovery. Chemical Engineering Journal, 2019, v. 358, pp. 1324–1331.

Микробная минерализация струвита из сточных вод с использованием недорогого источника магния является перспективной схемой извлечения фосфора и азота. В качестве подобного источника магния для получения биострувита возможно использование морской воды. Однако высокое содержание в ней солей может отрицательно повлиять на процесс биоминерализации струвита. Проведены эксперименты по минерализации струвита в присутствии галофильных морских актиномицетов Micobacterium marinum sp. Показана возможность эффективной минерализации струвита при невысоком содержании солей в морской воде. При этом концентрация солей не оказывает заметного воздействия на извлечение фосфора, но индукционный период осаждения струвита увеличивается с ростом концентрации солей, подобное замедление связано с солевым стрессом на бактериальный метаболизм углеродсодержащей и азотсодержащей органики. Солесодержание также влияет на морфогенез биострувита, высокие концентрации солей обусловливают значительные изменения характеристик кристаллов биострувита.

 

Повышение эффективности регенерации и повторного использования адсорбентов фосфатов при доочистке сточных вод

Suresh K. P., Ejerssa W. W., Wegener C. C., et al. Understanding and improving the reuseability of phosphate adsorbents foe wastewater effluent polishing. Water Research, 2018, v. 145, pp. 365–374.

Исследована регенерация и повторное использование промышленного адсорбента на основе оксида железа при доочистке от фосфатов сточных вод. Установлено, что уменьшение размеров частиц адсорбента существенно повышает степень адсорбции фосфатов. Показано большое влияние ионов Са на адсорбцию фосфатов и эффективность повторного использования адсорбента. В присутствии ионов Са происходит заметное увеличение степени удаления фосфатов за счет совместной адсорбции. Процесс, однако, осложняется образованием на поверхности адсорбента осадка СаСO3, снижающего эффективность регенерации. В этой связи для регенерации адсорбента рекомендована схема, включающая щелочную десорбцию с последующей кислотной промывкой.

 

Увеличение концентрации растворимых фосфатов при растворении осадка сточных вод после анаэробного сбраживания под давлением

Latif M. A., Mehta C. M., Balstone D. J. Enhancing soluble phosphate concentration in sludge liquor by pressurized anaerobic digestion. Water Research, 2018, v. 145, pp, 660–666.

Перспективной схемой извлечения фосфатов из сточных вод считается осаждение струвита из раствора, образующегося после анаэробного сбраживания осадка сточных вод. Однако после анаэробного сбраживания в осадке содержится невысокая от общей концентрации фосфора доля растворимых фосфатов. Анаэробное сбраживание при повышенном давлении может повысить растворимость фосфатов без добавления кислоты. При давления 1 и 6 бар в процессе анаэробного сбраживания фракция растворимых фосфатов в осадке составляет 52 и 75% соответственно. Происходящие при повышении давления изменения в структуре микробного сообщества позволяют также получать биогаз с повышенным содержанием метана. При этом, однако, наблюдается снижение на 5–10% общей степени конверсии в результате повышения давления, что требует дополнительных исследований, в частности проведения двухступенчатого сбраживания.

 

Трансформация фосфора в биоугле из осадков сточных вод в присутствии фосфат-растворяющих микроорганизмов

Qiang T., Yang Q., Jun D., et al. Transformation of phosphorus in sewage sludge biochar mediated by a phosphate-solubilizing microorganism. Chemical Engineering Journal, 2019, v. 359, pp. 1573–1580.

Биоуголь из осадков сточных вод является перспективным фосфорным удобрением. Исследовано влияние температуры пиролиза на трансформацию фосфора в структуре биоугля в присутствии фосфатрастворяющих почвенных микроорганизмов Pseudomonas putida. Эксперименты проведены с образцами биоугля, полученными пиролизом при 400 и 700 ºС. Показано увеличение выделения фосфора из биоугля в присутствии микроорганизмов. При этом пиролиз при 400 ºС в сравнении с 700 ºС ведет к образованию фосфорных соединений меньшей степени полимеризации, с большими дефектами кристаллической структуры, что обеспечивает большую биодоступность фосфора.

 

Фото-электрохимическое окисление гипофосфита и извлечение фосфора в системе УФ/Fe(II)/пероксидисульфат

Tian S., Zhang Z. Photo-electrochemical oxidation of hypophosphite and phosphorous recovery by UV/Fe(II)/peroxydisulfate with electrochemical process. Chemical Engineering Journal, 2019, v. 359, pp. 1075–1085.

Исследовано извлечение фосфора из сточных вод металлургической промышленности, содержащих гипофосфит, в системе УФ/Fe(II)/пероксидисульфат. Оптимальные результаты достигаются при концентрации Н2РО2 и K2S2O8 10 мМ и 20 мг/л, соответственно, рН 3, силе тока 0,4 А. Окисление гипофосфита происходит в результате взаимодействия с сульфатными и гидроксильными радикалами. Образующийся в результате окисления осадок представляет собой кристаллы FePO4 высокой чистоты.

 

Синтез цветковидных слоистых двойных гидроксидов на основе глинистого минерала в присутствии периклаза. Высокоэффективный адсорбент фосфатов и твердофазное удобрение

Kong L., Tian Y., Wang Y, et al. Periclase-induced generation of flower-like clay-based layered double hydroxide: A highly efficient phosphate scavenger and solid-phase fertilizer. Chemical Engineering Journal, 2019, v. 359, pp. 902–913.

Трехмерная композитная цветковидная иерархическая наноструктура периклаз/слоистые двойные гидроксиды на основе природного глинистого минерала палыгорскита синтезирована гидротермальным методом при массовом соотношении периклаз/палыгорскит 2:1. После прокаливания адсорбционная емкость наноструктуры по фосфатам возрастает с 229,39 до 448,58 мг/г в пересчете на фосфор, что в четыре раза выше показателя без использования периклаза. Высокие показатели адсорбции фосфатов с достижением допустимых остаточных концентраций достигаются из водных сред сложного состава, содержащих гуминовую кислоты и ряд анионов. При внесении насыщенного адсорбента в почву в качестве удобрения при высокой биодоступности фосфора миграции токсичных металлов из его структуры практически не наблюдается.

 

Высокопористые гранулы аэрогеля для эффективного удаления фосфатов

Shan S., Tang H., Zhao Y., et al. Highly porous zirconium-crosslinked grapheme oxide/alginate aerogel beads for enhanced phosphate removal. Chemical Engineering Journal, 2019, v. 359, pp. 779–789.

Наноматериалы на основе Zr привлекают внимание в качестве адсорбентов загрязняющих веществ. Расширение их применения для извлечения фосфора сдерживается недостаточной сорбционной емкостью и проблемами выделения из водной среды. В статическом и динамическом режимах проведены эксперименты с высокопористыми шариками аэрогеля Zr-сшитый оксид графена/альгинат. Показано, что введение в структуру композитных гранул аэрогеля оксида графена увеличивает их пористость и повышает прочность. Максимальная адсорбционная емкость по фосфору составила 189,06 мг/г (изотерма Фрейндлиха). В экспериментах с фиксированным слоем сорбента в колонке после пропускания 1050 колоночных объемов содержание фосфора на выходе колонки не превышало 0,5 мг/л.

 

Извлечение фосфора адсорбцией нанокомпозитом на основе слоистых двойных гидроксидов и его перевод в удобрение, аналогичное струвиту

Yan H., Chen Q., Liu J. et al. Phosphorus recovery through adsorption by layered double hydroxide nanocomposite and transfer into struvite-like fertilizer. Water Research, 2018, v. 145, pp. 721–730.

Слоистые двойные гидроксиды являются эффективным адсорбентом фосфатов из-за большой анионообменной емкости и высокой удельной площади поверхности. Нанокомпозит, полученный прокаливанием слоистых двойных гидроксидов, характеризуется адсорбционной емкостью 100,7 мг/г в пересчете на фосфор. В результате обработки гидроксидом натрия происходит рекристаллизация насыщенных фосфором слоистых двойных гидроксидов по механизму растворение-переосаждение с образованием кристаллов большего размера. Последующая обработка аммиачным раствором вызывает десорбцию фосфора с одновременным осаждением его в виде струвита в матрице слоистых двойных гидроксидов. Полученный материал можно использовать в качестве медленно растворяющегося удобрения, подобного струвиту, с высокой биодоступностью фосфора.

 
Страница 2 из 7

mvkniipr ru 

Российская ассоциация водоснабжения и водоотведения

confer 2019 04 19 200х200

Yakovlev 2019 200x100

WST19 200x300

Конференция итог

VAK2