Анализ факторов, влияющих на результаты ультрафиолетового обеззараживания сточных вод

Zhang K., Pan C., Xu Z., Wang H. Influencing factors of ultraviolet (UV) disinfection for sewage treatment. Jingshui Jishu (Water Purification Technology), 2018, v. 37, № 5, рр. 62-66.

Исследовано влияние мутности и исходных концентраций Escherichia coli на результаты ультрафиолетового обеззараживания сточных вод. Необходимая интенсивность ультрафиолетового излучения зависит от его параметров. С увеличением продолжительности облучения степень инактивации сначала увеличивается, затем фиксируется на определенном уровне. Показатели обработки в большой степени зависят от коэффициента пропускания, хорошие результаты могут быть достигнуты при степени проникновения излучения не менее 77%. Мутность сочных вод должна поддерживаться в пределах 14 NTU. При более высоких концентрациях Escherichia coli степень инактивации снижается. После определенной продолжительности облучения исходная концентрация перестает иметь значение.

 

Процесс Фентона для предварительной обработки фильтрата полигона хранения твердых бытовых отходов

Gong L., Chen L., Zheng Y. et al. Experiment of Fenton oxidation process for landfill leachate pretreatment. Jingshui Jishi (Water Purification Technology), 2018, v. 37, № 5, рр. 51-55

Проанализированы факторы, влияющие на снижение ХПК в ходе предварительной обработки фильтрата с использованием процесса Фентона. Увеличение расхода Н2О2 сначала повышает снижение ХПК, затем уменьшает этот показатель. Увеличение расхода FeSO4 повышает снижение ХПК до фиксации на определенном уровне, аналогично действует увеличение продолжительности процесса. При увеличении рН снижение ХПК сначала возрастает, затем снижается. Степень удаления общего азота мало зависима от рассмотренных факторов, степень удаления аммиачного азота всегда сохраняется в пределах 17-30%. В оптимальных условиях (расход Н2О2 6 мл/л, расход FeSO4 2,5 г/л, продолжительность 30 мин, рН 4, исходные концентрации ХПК и общего азота 2500-3000 и 950-1400 мг/л соответственно) снижение ХПК и удаление общего азота достигает 69,53 и 22% соответственно. Степень удаления окрашенности достигает 98,33%, соотношение БПК/ХПК возрастает с 0,15 до 0,23.

 

Удаление вирусов из питьевой воды с использованием микрофильтрационных мембран, модифицированных катионным полимером

Sinclair T. R., Robles D., Raza B. et al. Virus reduction microfiltration membranes modified with a cationic polymer for drinking water applications. Colloids and Surfaces, A. 2018, v. 551, pp. 33-41.

Мембранная фильтрация, как правило, не обеспечивает удаление вирусов из питьевой воды. Эффективного удаления вирусов можно добиться использованием ультрафильтрации, нанофильтрации и обратного осмоса, эти процессы, однако, энергозатратны. В качестве нового подхода предложена модификация поверхности промышленной полиэфирсульфоновой микрофильтрационной мембраны для эффективного удаления вирусов в режиме гравитационной фильтрации. Модификация проведена катионным полимером полиэтиленимином, в качестве модельного вируса использованы бактериофаги MS2. В результате модификации поверхности водопроницаемость мембраны снижается на 22%, однако удаление MS2 достигает более 99,5%. В оптимальных условиях эти результаты достигнуты при водном потоке через мембрану 5000 л/м2 за примерно 2,5 часа.

 

Энергоэффективная обработка городских сточных вод с минимальным образованием осадков с использованием схемы А-2В процесса анаммокс для основного потока сточных вод

Gu J., Yang Q., Liu Y. Mainstream anammox in a novel A-2B process for energy-efficient municipal wastewater treatment with minimized sludge production. Water Research, 2018, v. 138, pp. 1-6.

Традиционная обработка сточных вод связана с рядом проблем, в числе которых высокое энергопотребление и образование избыточного активного ила. С учетом этой проблематики разработана энергоэффективная обработка городских сточных вод с минимальным образованием осадков с использованием схемы А-2В (процесс анаммокс для основного потока сточных вод). В данном случае анаэробный реактор с фиксированным слоем насадки используют на стадии А для снижения ХПК. В биопленочный анаммокс-реактор с движущимся слоем насадки (MBBR-реактор) на стадии В2 поступают нитритсодержащие сточные воды из SBR-реактора стадии В1. В стабильном режиме работы схемы 58% исходного ХПК конвертируют в метан на стадии А, при этом достигается удаление 87% общего неорганического азота при остаточном содержании 6,5 мг/л. Кроме этого, на стадии А происходит сокращение до 75% объема осадков в результате конверсии ХПК. На стадии В2 анаммокс-процесс протекает при участии в основном бактерий Candidatus Kuenenia. Разработанная схема обеспечивает устойчивую энергоэффективную с минимальным образованием осадков обработку основного потока городских сточных вод по процессу анаммокс.

 

Стабилизация и концентрирование мочи для производства удобрений

Senecal J., Vinneras B. Urea stabilization and concentration for urine-diverting dry toilets: Urine dehydration in ash. Science of the Total Environment, 2017, v. 586, pp. 650-657.

Человеческие экскременты содержат те же самые азот, фосфор и калий, что и N-P-K-удобрения. Вместе с тем до сегодняшнего дня их рассматривают в основном как отходы, создающие экологические проблемы. Не меньшего масштаба экологические проблемы связаны с применяемыми в сельском хозяйстве удобрениями. Таким образом, использование мочи в качестве удобрения может снизить остроту обоих проблем. Сложностью является низкая концентрация биогенов в моче в сравнении с промышленными удобрениями. Разработан способ увеличения концентрации азота в моче с 0,6 до 6% путем обезвоживания с получением ценного сухого удобрения, позволяющий устранить жидкие стоки из унитазов. Способ предусматривает использование санузлов контейнерного типа для сбора, хранения, обработки и уменьшения объема мочи в контейнере. Свежую мочу при 35 и 65 оС смешивали с древесными опилками для подщелачивания и ингибирования каталитической активности фермента уреазы при гидролизе мочевины до аммиака. В данной системе происходит 95%-ное сокращение объема с сохранением 90% азота. Получаемый сухой продукт содержит N, P, K на уровне 7,8; 2,5 и 10,9%, что сравнимо с промышленными удобрениями.

 

Обеззараживание сточных вод способом двухступенчатого хлорирования

Yu L., Mengting Y., Xiangru Z. et al. Two-step chlorination: A new approach to disinfection of a primary sewage effluent. Water Research, 2017, v. 108, pp. 339-347.

В КНР разрабатывается способ двухступенчатого хлорирования для обеззараживания сточных вод. Сообщается о результатах исследований обеззараживания городских сточных вод на одних из крупнейших в мире очистных сооружениях в Гонконге производительностью 2,0×106 м3/сут. Состав сточных вод: рН - 7,05, NH4+-N - 23,9 мг/л, растворимый органический углерод - 23,7 мг/л, взвешенные вещества - 40 мг/л, концентрация Escherichia coli 0,9×106-22,7×106 КОЕ/100 мл. Сопоставлены степень инактивации Escherichia coli в сточных водах после первичной обработки при двухступенчатом хлорировании и традиционном однократном хлорировании с использованием в качестве дезинфектанта гипохлорита натрия. В двухступенчатом режиме максимальная эффективность инактивации достигается в случае интервала между первым хлорированием в начале процесса и вторым хлорированием, спустя 19 сек после первого хлорирования. Соотношение доз дезинфектанта при первом и втором хлорировании составляет 5:1. При двухступенчатом хлорировании степень инактивации повышается на 0,81 log (расход гипохлорита натрия 4,0 мг/л, продолжительность процесса 30 мин) и на 1,02 log (расход гипохлорита натрия 6,0 мг/л, продолжительность процесса 15 мин). Отмечается снижение расхода гипохлорита натрия при двухступенчатом хлорировании для достижения той же степени инактивации патогенов на 16,7%. В программе дальнейших работ предусмотрено исследование механизма повышения эффективности инактивации при двухступенчатом хлорировании, а также изучение перспектив многоступенчатого хлорирования и влияния кратности хлорирования на образование побочных продуктов обеззараживания воды.

 

Применение гипохлорита натрия для обеззараживания на станциях водоподготовки

Wei H. Application of sodium hypochlorite disinfection system in water plant. Zhongguo Jishui Paishui (China Water and Wastewater), 2017, v. 33, № 17, рр. 46-49.

На станции водоподготовки Цзяндун, КНР, на стадии обеззараживания воды произвели замену жидкого хлора гипохлоритом натрия. В результате стабилизировалось содержание остаточного хлора, снизилось образование побочных продуктов обеззараживания. В присутствии гипохлорита натрия усилился коагуляционный эффект очистки воды. Обращение с гипохлоритом натрия проще и безопаснее, стоимость обеззараживания, однако, несколько возросла.

 

Анаэробная биодеградация фармацевтических препаратов. Новый взгляд на бактерии, деградирующие фармацевтические препараты

Martins M., Sanches S., Pereira I. A. C. Anaerobic biodegradation of pharmaceutical compounds. New insight into the pharmaceutical-degrading bacteria. Journal of Hazardous Materials, 2018, v. 357, pp. 289-297.

Антибиотики и гормональные препараты относятся к наиболее распространенным органическим микрозагрязнениям водной среды. Выявлены анаэробные микроорганизмы, способные подвергать деградации ципрофлоксацин, 17бета-эстрадиол и сульфаметоксазол. Ципрофлоксацин подвергается эффективной биодеградации (до 80%) как в нитратовосстановительных, так и сульфатовосстановительных условиях. В то же время 17бета-эстрадиол подвергается биодеградации (84%) только в нитратовосстановительных условиях. Биодеградация сульфаметоксазола в условиях экспериментов не происходила. Ципрофлоксациндеградирующее сообщество бактерий представлено видами Comamonas, Arcobacter, Dysgonomonas, Macellibacteroides, Actinomyces. Деградацию 17бета-эстрадиола обеспечивают виды Comamonas и Castellaniella. В сульфатовосстановительных условиях деградацию ципрофлоксацина осуществляют бактерии видов Desulfovibrio, Enterococcus и Peptostreeptococcus. Важно отметить, что деструкция препаратов протекала даже при отсутствии дополнительного источника углерода.

 

Кинетика и механизм деструкции фармацевтических препаратов и средств личной гигиены в подземной воде пероксидисульфатом, активированным металлическим железом

Li A., Wu Z., Hou S. et al. Kinetics and mechanism of the degradation of PPCPs by zero-valent iron (Fe0) activated peroxydisulfate (PDS) system in groundwater. Journal of Hazardous Materials, 2018, v. 357, pp. 207-216.

Исследованы кинетика и механизм деструкции карбамазепина, ацетаминофена и сульфаметоксазола в чистой воде и подземной воде пероксидисульфатом, активированным металлическим железом. Степень деструкции препаратов в чистой воде составила за 10 мин 85,4; 100 и 73,1% соответственно. Механизм деструкции основывается на взаимодействии с гидроксильными, сульфатными и кислородными радикалами. В подземной воде эффективность деструкции повышается, что связывают с присутствием сульфатов и хлоридов. Значение константы скорости деструкции первого порядка возрастает с 0,021; 0,242 и 0,013 мин-1 до 0,239; 2,536 и 0,259 мин-1, соответственно, при концентрациях сульфатов и хлоридов в подземной воде на уровне 100 и 10 мг/л соответственно.

 

Анаэробная обработка сточных вод в двухступенчатом насадочном реакторе с гранулами из геля поливинилового спирта в качестве носителя биопленки

Pandey S., Sarkar S. Anaerobic treatment of wastewater using a two-stage packed-bed reactor containing polyvinyl alcohol gel beads as biofilm carrier. J. Environ. Chem. Eng, 2017, v. 5, № 2, рр. 1575-1585.

Анаэробная обработка сточных вод является привлекательной альтернативой аэробной обработке с преимуществами меньшего энергопотребления и образования осадков. При этом двухступенчатая конфигурация процесса обеспечивает более высокие показатели очистки сточных вод и большую устойчивость процесса к изменению рабочих условий, таким, например, как повышение нагрузки по органическим веществам. Спроектирована двухступенчатая анаэробная установка для обработки сточных вод при мезофильной температуре, состоящая из работающих последовательно ацидогенного и метаногенного насадочных реакторов. В каждом из них в качестве носителя биопленки (из консорциума различных микроорганизмов) использованы шарики из геля поливинилового спирта. В данной двухступенчатой системе достигается снижение ХПК сточных вод на уровне 89% при производительности по метану 0,08 л (СН4)/л(реактора)сут. После выхода на стабильный режим работы в сточных водах после ацидогенного реактора соотношение концентраций пропионовой и уксусной кислот составляет 0,2. При шоковом понижении температуры сточных вод в течение 60 сут снижение ХПК уменьшилось до 33% с соответствующим уменьшением выхода метана в результате изменения структуры консорциума микроорганизмов. После восстановления мезофильной температуры системы вышла на стабильные показатели работы через 28 сут.

 

 
Страница 18 из 21

vstmag engfree 200x100 2

mvkniipr ru

Российская ассоциация водоснабжения и водоотведения

Конференция итог

ecw20 200 300

VAK2