Свинговая адсорбция для удаления пестицидов из водной среды

Aumeier B. M., Dang A. H. Q., Ohs B., et al. Aqueous-phase temperature swing adsorption for pesticide removal. Environmental Science and Technology, 2019, v. 53, no. 2, рр. 919–927.

Адсорбция гранулированным активированным углем широко применяется для очистки воды от органических загрязняющих веществ. Недостатками процесса при децентрализованной водоподготовке являются проблемы логистики и неэкономичность регенерации сорбента. Для решения проблемы предложена схема свинговой адсорбции (swing adsorption), предусматривающая регенерацию сорбента в фиксированном слое кратковременным противоточным пропусканием чистой воды при 125 °С. На примере гербицида амитрола получены следующие результаты: степень очистки воды в пределах одного цикла адсорбции 90%, наступление проскока загрязняющего вещества после пропускания 122 колоночных объемов воды, отсутствия признаков термического старения адсорбента после 17 циклов адсорбции/регенерации.

 

Использование бора для прогнозирования задержания следов органических веществ обратноосмотическими мембранами для повторного использования воды

Breitner L. N., Howe K. J., Minakata D. Boron can be use to predict trace organic rejection through reverse osmosis membranes for potable water. Environmental Science and Technology, 2018, v. 52, no. 23, рр. 13871–13878.

Обратноосмотические мембраны в разной мере обеспечивают удаление низкомолекулярных веществ и нейтральных органических веществ. Поскольку промышленностью предлагается множество марок обратноосмотических мембран, чрезвычайно важно прогнозировать задержание органических веществ различными мембранами при отсутствии детальной информации об их свойствах и структуре. В лабораторных экспериментах исследовано задержание низкомолекулярных, нейтральных органических веществ, бора и хлорида натрия шестью обратноосмотическими мембранами. Экспериментальные данные использованы для вывода корреляции между задержанием органики и бора. При наличии данных о задержании бора и нейтрального органического соединения определенной мембраной можно прогнозировать задержание органического соединения другой обратноосмотической мембраной по результатам задержания бора этой мембраной.

 

Растворенный метан в сточных водах, поступающих самотеком на очистные сооружения в Австралии

Short M. D., Daikeler A., Wallis K., et al. Dissolved methane in the influent of three Australian wastewater treatment plants fed by gravity sewers. Science of the Total Environment, 2017, v. 599–600, pp. 85–93.

Приведены результаты 9-месячного мониторинга уровней растворенного метана в сточных водах, поступающих самотеком на ряд крупных очистных сооружений в Австралии. В сточных водах установлено наличие в среднем 1 мг/л СН4, следствием чего является эмиссия метана 78 гСН4/(чел.·год). Соответствующая эмиссия метана на рассматриваемых очистных сооружениях (с первичной и вторичной обработкой сточных вод) оценивается на уровне 62 гСН4/(чел.·год). Таким образом, самотечная канализация является доминирующим источником эмиссии метана в муниципальных канализационных сетях Австралии.

 

Повышение образования биогаза из осадков сточных вод добавлением небольших количеств агропромышленных отходов и пищевых отходов

Maragkaki A. E., Fountoulakis M., Kyriakou A. Boosting biogas production from sewage sludge by adding small amount of agro-industrial by-products and food waste residues. Waste Management, 2018, v. 71, pp. 605–611.

В Греции до настоящего времени в большинстве случаев анаэробное сбраживание осадков сточных вод (ОСВ) проводят в основном для их стабилизации нежели производства биогаза. С учетом необходимости изменения ситуации проведены эксперименты по совместному сбраживанию осадков сточных вод с пищевыми отходами (ПО), сырым глицерином (СГ), сырной сывороткой (СС) и овечьим навозом (ОН) при их содержании в пределах 5–10%. Эксперименты проведены в лабораторном реакторе в мезофильных условиях в течение 24 суток. Образование биогаза составило 223 (100% ОСВ), 259 (5% ОН), 406 (10% СС), 572 (5% ПО), 682 (5% ПО + 5% СГ) и 1751 (5% СГ) мл/сут. Максимальное снижение ХПК достигает 76% (5% ПО + 5% СГ). Удаление летучих твердых веществ достигает 62% (5% ПО + 5% СГ). Максимальный выход биогаза достигается в случае анаэробного сбраживания ОСВ, содержащих 5% СГ.

 

Сверхбыстрое удаление ионов Cu(II), Cd(II) и Pb(II) из воды силикагелем, модифицированным нитрилотриуксусной кислотой

Li Y., He J., Zhang K., et al. Super rapid removal of copper, cadmium and lead ions from water by NTA-silica gel. RSC Advances, 2019, v. 9, no. 1, рр. 397–407.

Разработана схема синтеза способом амидирования силикагеля, модифицированного нитрилотриуксусной кислотой, характеризующегося сверхбыстрым удалением ионов Pb(II) (менее 2 мин), а также Cu(II) и Cd(II) (менее 20 мин) из воды. При адсорбционной емкости по Cu(II), Cd(II) и Pb(II) 63,5, 53,14 и 76,22 мг/г соответственно, степень их удаления при исходной концентрации 20 мг/л составляет 96–99%. Такие показатели достигаются в диапазоне значений рН 2–9 в присутствии различных концентраций сопутствующих Na(I), Mg(II), Ca(II) и Al(III). Регенерацию адсорбента проводят промывкой 1%-ным раствором HNO3. После пяти циклов адсорбции/регенерации адсорбционная емкость остается на высоком уровне.

 

Влияние дорожных солей на качество питьевой воды и коррозию в инфраструктуре частных скважин

Pieper K. J., Tang M., Jones C. N., et al. Impact of road salt on drinking water quality and infrastructure corrosion in private wells. Environmental Science and Technology, 2018, v. 52, no. 24, рр. 14078–14087.

Увеличение использования дорожных солей, которое приводит к загрязнению источников питьевой воды, также сказывается на коррозии в инфраструктуре водоснабжения, включая ускорение в присутствии хлоридов гальванической коррозии, и преждевременного износа трубопроводов. Исследовано влияние увеличения концентрации хлоридов в подземной воде на частные скважины в штате Нью-Йорк США. Наибольший уровень хлоридов зафиксирован в скважинах в зоне расположения хранилищ дорожных солей и на расстоянии в пределах 30 м от основных автомагистралей. По результатам опроса до 70% потребителей артезианской воды из подобных скважин периодически прекращают использование воды для питьевых целей. Установлена зависимость между концентрацией хлоридов в воде и скоростью гальванической коррозии, а также удалением цинка из материала трубопроводов, приводящими к уменьшению толщины их стенок. Из общего числа потребителей артезианской воды из частных скважин в штате Нью-Йорк 2% испытывают проблемы в связи с близким расположением хранилищ дорожных солей и 24% – в связи с близостью автомагистралей.

 

Электрокинетический подход при изготовлении аквапориновых биомиметических мембран для очистки воды

Fuwad A., Ryu H., Lee J.-H., et al. An electrokinetic approach to fabricating aquaporin biomimetic membrane for water purification. Desalination, 2019, v. 452, pp. 9–16.

Аквапориновые биомиметические мембраны ознаменовали следующее поколение технологий опреснения воды, основанных на природных явлениях. Аквапорин является натуральным водоселективным белком, обладающим исключительной водоселективностью и водопроницаемостью. При этом аквапорин должен быть инкорпорирован в амфифильную структуру, подобную клеточной мембране, и воспроизведение подобной структуры и стабильности является ключевым фактором создания эффективной системы очистки воды. Сообщается об электрокинетическом подходе, обеспечивающем стабилизацию аквапоринсодержащей мембраны на пористом субстрате при воздействии электрического поля. В данных условиях возможно получение стабильной однородной биомиметической мембраны на твердом носителе. В процессе прямого осмоса мембрана обеспечивает задержание солей на уровне 97,8% при величине водного потока через мембрану 7,45 л/(м2·ч).

 

Влияние ячменной соломы и коры хвойных деревьев на процесс гумификации при компостировании осадков сточных вод

Kulikowska D., Sindrewicz S. Effect of barley straw and coniferous bark on humification process during sewage sludge composting. Waste Management, 2018, v. 79, pp. 207–213.

Исследовано влияние ячменной соломы и коры хвойных деревьев на кинетику удаления органических веществ и гумификацию при компостировании осадков сточных вод. В присутствии коры при высоких температурах в меньшей мере достигается интенсивная деструкция органических веществ и гумификация. Скорость деструкции органических веществ для коры и ячменной соломы составляет 15,18 и 24,07 г/кг (органических веществ) в сутки соответственно. Время до начала интенсивного образования гуминовых веществ составляет 140 и 60 сут соответственно. Значения констант скорости образования гуминовых веществ и гуминовых кислот составляют 0,025 и 0,047 сут-1, а также 0,022 и 0,044 сут-1 соответственно. В случае коры преобладает фульвокислота (80%), в случае ячменной соломы – гуминовые кислоты (82%).

 

Роль фосфорной кислоты в биодоступности потенциально токсичных элементов в биоуглях, полученных гидротермальной карбонизацией осадков сточных вод

Zhang Y., Deng Q., Wang M., et al. Role of phosphoric acid in the bioavailability of potential toxic elements in hydrochars produced by hydrothermal carbonization of sewage sludge. Waste Management, 2018, v. 79, pp. 232–239.

В исходных осадках сточных вод свыше 70% As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn находятся в непосредственно биодоступной или потенциально биодоступной формах. Прежде всего это относится к Cu и Zn (97,5 и 98,6% соответственно). В результате гидротермальной карбонизации эти показатели уменьшаются. Дальнейшая стабилизация токсичных элементов в биоугле достигается добавкой фосфорной кислоты к воде, направляемой в процесс гидротермальной карбонизации. При молярной доле фосфатов на уровне 15% свыше 80% Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn переходят в стабильные фракции. Подобный подход позволяет существенно снизить риски для окружающей среды при размещении на рельефе осадков сточных вод.

 

Снижение энергопотребления и повышение эффективности процесса фото-Фентон. Оптимизация обработки фильтрата полигона твердых бытовых отходов с использованием методологии анализа поверхности отклика

Ghanbarzadech L. M., Sabour M. R., Ghafari E. Amiri A. Energy consumption and relative efficiency improvement of photo-Fenton-optimization by RSM for landfill leachate treatment, a case study. Waste Management, 2018, v. 79, pp. 58–70.

Процесс фото-Фентон при ультрафиолетовом облучении позволяет снизить исходное значение ХПК фильтрата полигона твердых бытовых отходов (17200 мг/л) на 80% в оптимальных условиях (концентрация Fe(II) 195–265 мМ, соотношение (Н2О2)/(Fe(II)) 15,5–20,50, pH на стадии окисления 3,75–5,55, продолжительность окисления 30 мин, рН на стадии коагуляции 8, продолжительность коагуляции 25 мин). Регенерация Fe(II) из Fe(III) позволяет при воздействии ультрафиолета существенно повысить степень снижения ХПК и на 25% уменьшить расход Fe-катализатора (в сравнении с традиционным процессом Фентона).

 
Страница 5 из 12

mvkniipr ru 

Российская ассоциация водоснабжения и водоотведения

WST19 200x300

Конференция итог

VAK2