|
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.
|
Влияние температуры сжигания на свойства золы осадков сточных вод в качестве добавки к вяжущему материалу
Vouk D., Nakic D., Stirmer N., Cheeseman C. Influence of combustion temperature on the performance of sewage sludge ash as a supplementary cementitious material. Journal of Material Recycling and Waste Management, 2018, v. 20, № 3, рр. 1458-1467.
Исследованы свойства золы от сжигания сточных вод в качестве добавки к цементу в строительном растворе. Опыты проведены в Хорватии с пробами осадков сточных вод двух очистных сооружений. Проанализировано изменение свойств и состава золы в зависимости от изменения температуры сжигания (800, 900 и 1000оС). Наиболее благоприятной является температура 900 оС. В этом случае при добавке к цементу до 30% золы предел прочности на сжатие и изгиб цементной смеси снижается на 8% на каждые 10% добавленной золы. В результате при добавке до 20% золы к цементу качество получаемого строительного раствора соответствует техническому регламенту.
|
La-модифицированные водопроводные осадки для иммобилизации фосфора с целью предотвращения эвтрофикации
Wang C., Wu Y., Wang Y. et al. Lanthanum-modified drinking water treatment residue for initial rapid and long-term equilibrium immobilization to control eutrophication. Water Research, 2018, v. 137, pp. 173-183.
Разработан способ быстрой и долговременной иммобилизации фосфора с использованием La-модифицированных водопроводных осадков. Исследован механизм иммобилизации фосфора и токсичность материала по отношению к улиткам Bellamya aeruginosa (экспозиция в течение 120 сут). Содержание La в материале на уровне 5% обеспечивает необходимые показатели иммобилизации фосфора и не оказывает токсического действия на тест-организмы.
|
Применение монохлорамина для обработки сточных вод с целью повторного использования. Биостабильность во время транспортировки и биозагрязнение обратноосмотических мембран
Farhat N. M., Loubineaud E., Prest E. I. et al. Application of monochloramine foe wastewater reuse: Effect on biostability during transport and biofouling in RO membranes. Journal of Membrane Science, 2018, v/ 551, pp. 243-253.
Для предотвращения биозагрязнения обратноосмотических мембран проводят хлорирование поступающей на очистку обратным осмосом воды. Контакт с хлором, однако, сокращает срок службы мембран. В этой связи в качестве альтернативы предложена обработка сточных вод монохлорамином. Исследована биостабильность обработанной таким образом сточной воды после мембранного биореактора при ее транспортировке на расстояние 13 км до обратноосмотической установки, а также эффективность обработки монохлорамином для предотвращения загрязнения обратноосмотических мембран. Показана эффективность обработки при условии поддержания в воде необходимого остаточного содержания монохлорамина.
|
Влияние бромидов и иодидов на хлорирование диклофенака. Ускоренное хлорирование и повышенное образование побочных продуктов обеззараживания воды
Dong H., Qiang Z., Yuan X., Luo A. Effects of bromide and iodide on the chlorination of diclofenac: Accelerated chlorination and enhanced formation of disinfection by-products. Separation and Purification Technology, 2018, v. 193, pp. 415-420.
Определены значения кажущейся константы скорости взаимодействия диклофенака со свободными хлором, бромом и иодом. Значение константы скорости взаимодействия со свободным бромом составляет 9320 М-1 с-1, что в 3680 и 3,2 раза выше в сравнении со свободными хлором и йодом соответственно. Значение константы скорости взаимодействия со свободным хлором в большей мере зависит от величины рН. Присутствие бромидов и иодидов повышает образование побочных продуктов обеззараживания воды и изменяет их состав. Так в присутствии 50 мкМ бромидов или иодидов образование побочных продуктов обеззараживания воды повышается с 67,2 до 292,0 и 87,3 мкг/л соответственно. При этом происходит смещение от хлорированных к бромированным и иодированным побочным продуктам обеззараживания воды. В присутствии бромидов и иодидов трансформация диклофенака при хлорировании происходит по механизму гидроксилирования, декарбоксилирования и реакций замещения. Из-за повышенного образования побочных продуктов обеззараживания воды необходимо удаление бромидов и иодидов из исходной воды, содержащей фармацевтические препараты, перед ее хлорированием.
|
|
