Применение технологии UVOX Redox для обработки воды в плавательных бассейнах. Инактивация микроорганизмов, побочные продукты обеззараживания и удаление микрозагрязнений

Ekowati Y., Ferrero G., Farre M. J., et al. Application of UVOX Redox for swimming pool water treatment: Microbial inactivation, disinfection byproduct formation and micropollutant removal. Chemocphere, 2019, v. 220, pp. 176–184.

Современные технологии обеззараживания воды в плавательных бассейнах хлорированием связаны с проблемами существования хлоррезистентных патогенов (ооцисты Crystosporidium и цисты Giardia) и образования побочных продуктов обеззараживания. Разработана и нашла практическое применение альтернативная технология обеззараживания UVOX Redox, совмещающая озонирование и ультрафиолетовое облучение. Технология обеспечивает степень инактивации спор Bacilus subtilius в пределах 1,4–2,7 log при производительности по воде 20–76 м3/ч. При использовании технологии UVOX Redox после хлорирования уменьшается содержание трихлорметана и дихлоруксусной кислоты, однако в присутствии бромидов происходит смещение в сторону образования бромированных тригалогенметанов и галогенуксусных кислот. Хлорирование обеспечивает удаление многих органических микрозагрязнений на уровне свыше 97%, кроме ибупрофена (60%). При последующей обработке по технологии UVOX Redox удаление ибупрофена повышается. Применение данной технологии позволяет снизить расход хлора с устранением связанных с его использованием проблем.

 

Дистанционно управляемый микродвигатель Януса для адсорбционного удаления Cs из загрязненной воды

Hwang J., Yang H.-M., Lee K.-W., et al. A remotely steerable Janus micromotor adsorbent for the active remediation of Cs-contaminated water. Journal of Hazardous Materials, 2019, v. 369, pp. 416–422.

Разработан микродвигатель с дистанционным магнитным управлением для селективного удаления радиоактивного Cs из загрязненной воды. Мезопористые SiO2-микросферы функционализированы высокоселективным к Cs ферроцианидом Cu. Микродвигатель Януса получен нанесением на поверхность частиц адсорбента ферромагнитного Ni-слоя и слоя Pt-катализатора. Адсорбент-микродвигатель приобретает хаотичное движение в результате выделения микропузырей с Pt-поверхности в присутствии H2O2. Автономное движение адсорбента обеспечивает степень удаления Cs в 8 раз превосходящую показатели стационарного адсорбента. Ферромагнетизм Ni-слоя обеспечивает дистанционное управление движением адсорбента в магнитном поле, при этом скорость движения адсорбента увеличивается в 11 раз. В экспериментах достигнуто стабильное удаление 137Cs на уровне 98%.

 

Показатели анаэробной обработки черных сточных вод, собранных в унитазах различных систем. Возможность извлечения энергии и воды.

Gao M., Zhang L., Florentino A. P., Liu Y. Performance of anaerobic treatment of blackwater collected from different toilet flushing systems: Can we achieve both energy recovery and water conservation. Journal of Hazardous Materials, 2019, v. 365, pp. 44–52.

Черные сточные воды (смывы унитазов) содержат большую часть энергии органических веществ в составе городских сточных вод. При этом черные сточные воды, отобранные в унитазах различной конструкции (традиционные, с разными режимами смыва, вакуумные) характеризуются различными показателями. Приведены характеристики черных сточных вод из унитазов различной конструкции по показателям химического состава, анаэробного сбраживания и структуры микробного сообщества при биохимическом получении метана. Наибольший выход метана 48% получен для традиционного унитаза и унитаза с двойным режимом смыва (5–9 л/смыв), для вакуумного унитаза (0,5–1,2 л/смыв) этот показатель составил только 34%. Причину видят в повышенном содержании свободного аммиака (более 205 мг/л) в смыве унитаза с экономным расходом воды (менее 1,5 л/смыв) и соответствующим ингибированием метаногенеза, в котором преобладают метаногены Methanosarcina. В смыве вакуумного унитаза также выявлены толерантные к аммиаку метаногены Methanoculleus и Methanomicrobiales.

 

Оценка токсичности четырех фармацевтических препаратов до и после обработки ферратами (VI)

Patibandia S., Jiang J.-Q., Shu X. Toxicity assessment of four pharmaceuticals in aquatic environment before and after ferrate (VI) treatment. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2018, v. 6, no. 4, рр. 3787–3797.

С использованием в качестве тест-организмов Zebrafish и Vibrio fischery проведена оценка токсичности симвастатина, ивермектина, флуоксетина и окситетрациклина при концентрациях 10 и 100 мкг/л до и после обработки ферратами (VI). На примере симвастатина показано значительное снижение острой токсичности в результате обработки. При этом сами ферраты источником токсичности не являются.

 

Магнитные дезинфектанты с загруженными Ag(I) или Au(III) в виде полимерной композиции на основе тиомочевины и формальдегида для инактивации патогенных микроорганизмов в водной среде

El-Liethy M. A., Elwakeel K. Z., Ahmed M. S. Comparison study of Ag(I) and Au(III) loaded on magnetic thiourea-formaldehyde as disinfectants for water pathogenic microorganism’s deactivation. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2018, v. 6, no. 4, рр. 4380–4390.

Магнитные дезинфектанты синтезированы полимеризацией тиомочевины и формальдегида в присутствии наночастиц магнетита с загруженными Ag(I) или Au(III). Проведены эксперименты по инактивации патогенных микроорганизмов Escherichia coli, Salmonella typhimurium и Psedomonas aeruginosa в качестве грамотрицательных бактерий и Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis и Bacilus subtilis в качестве грамположительных бактерий, а также грибов Candida albicans. Минимальная ингибирующая концентрация дезинфектанта с Ag(I) по отношению к Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus и Candida albicans составляет 1,5; 2; 1,5; 1 и 2,5 мг/мл (время контакта 40 мин) соответственно, в случае дизинфектанта с Au(III) значения этих показателей составляют 6; 4; 4; 4 и 6 мг/л соответственно. Дезинфектанты рекомендованы для инактивации патогенных микроорганизмов в воде и сточных водах.

 

Новый синергетический Fe(II)-Ca-процесс удаления фосфора. Оптимизация извлечения фосфора

Qiu L., Zhang M., Yu X., Zheng P. A novel Fe(II)-Ca synergetic phosphorus removal process: Process optimization and phosphorus recovery. Environmental Science and Pollution Research, 2018, v. 25, no. 2, рр. 1543–1550.

Разработан новый процесс извлечения фосфора из сточных вод с использованием солей Fe(II) и Ca(II). Установлено, что ионы Fe(II) и Ca(II) характеризуются антагонистическим эффектом при молярном соотношении Fe(II)/Ca(II) менее 1:4, но синергетическим эффектом при значении молярного соотношения больше 1:4. При этом наиболее сильный синергетический эффект наблюдается при значении молярного соотношения 7:3. Оптимальные условия проведения процесса: соотношение Fe(II)/Ca(II) = 3:1, молярное соотношение Fe(II)-Ca(II)-комплекс/Р >1,5:1, рН 7–8, скорость перемешивания 100–150 об/мин. Стоимость обработки по данной схеме составляет 1,024 $/кг(Р), что на 30% меньше в сравнении с традиционным процессом. Содержание Р2О5 в осадке 32,7%.

 

Повышение эффективности производства биогаза из осадков сточных вод на очистных сооружениях. Предварительная подготовка и совместное сбраживание в мезофильных и термофильных условиях

Mirmasoumi S., Ebrahimi S., Saray R. K. Enhacement of biogas production from sewage sludge in wastewater treatment plant: Evaluation of pretreatment techniques and co-digestion under mesophilic and thermofilic conditions. Energy, 2018, v. 157, pp. 707–717.

Производство биометана позволяет компенсировать энергопотребление на очистных сооружениях. В этой связи при переработке осадков городских сточных вод для повышения эффективности производства биометана рассматривают различные подходы, включая варианты предварительной подготовки, совместное сбраживание и повышение температуры сбраживания. При выборе между ультразвуковой и термической предварительной обработкой предпочтение отдают термическому процессу, продолжительность которого не превышает 0,5 часа. Термофильное сбраживание ведет к увеличению выхода метана на 160,8% в сравнении с мезофильными условиями. Наиболее приемлемым дополнительным субстратом считают пищевые отходы. С увеличением доли этого компонента в субстрате повышается удельный выход метана. Предварительная термическая обработка не отражается на сбраживании пищевых отходов. Термофильное сбраживание после предварительной обработки при 90 ºС в течение 0,5 часа снижает энергозатраты в стоимостном выражении на 43,7% в сравнении с мезофильным процессом без предварительной подготовки.

 

Эффективная инактивация бактерий с использованием бифункционального подхода на основе нанопористых TiO2 и RuO2

Adhikari B.-R., Thind S. S., Chen S., et al. Efficient bacterial disinfection based on an integral nanoporous titanium dioxide and rhutenium oxide bifunctional approach. Journal of Hazardous Materials. 2018, v. 356, pp. 73–81.

Разработан эффективный и экономичный способ инактивации патогенов, совмещающий фотохимический и электрохимический процессы, на основе использования бифункционального Ti-электрода c нанопористым TiO2 в качестве фотокатализатора и наночастиц RuO2 в качестве электрохимического катализатора. Эксперименты проведены с бактериями Escherichia coli. Слой нанопористого TiO2 на Ti-субстрате формируют непосредственно анодированием, его фотокаталитическая активность существенно повышается при электрохимической обработке. В данной системе за 20 минут достигается высокое значение константы скорости инактивации 0,62 мин-1 при эффективности инактивации более 99,999%. Полная инактивация достигается за 30 минут обработки. Способ рекомендован для обеззараживания воды и сточных вод.

 

Коагуляционное удаление растворенного органического азота в качестве прекурсора N-нитрозодиметиламина

Tongchang P., Kumsuvan J., Phattrhalung W., et al. Reduction by enhanced coagulation of dissolved organic nitrogen as a precursor of N-nitrosodimethylamine. Journal of Environmental Science and Health, 2018, v. 53, no. 6, рр. 583–593.

В Таиланде на станции водоподготовки в районе Банглен проведены эксперименты по коагуляционному удалению растворенного органического азота из исходной воды. Коагуляцию проводили с полиалюминийхлоридом и добавками порошкового активированного угля. Степень удаления растворенного органического азота (исходная концентрация 0,34 мг/л) при расходе полиалюминийхлорида и активированного угля 150 и 20 мг/л соответственно составила 71%. В контрольном опыте без активированного угля – 50%. Концентрация побочного продукта обеззараживания N-нитрозодиметиламина после хлорирования в прошедшей данную обработку воде оказалась ниже предела обнаружения.

 

Антибиотики стимулируют или подавляют выход метана при анаэробном сбраживании осадков сточных вод с высоким содержанием твердой фазы

Zhi S., Znang K. Antibiotic residues may stimulate or suppress methane yield and microbial activity during high-solid anaerobic digestion. Chemical Engineering Journal, 2019, v. 359, pp. 1303–1315.

Неожиданные результаты получены в экспериментах по анаэробному сбраживанию обезвоженных осадков городских сточных вод при различном содержании (0–500 мг/л) в них антибиотиков (окситетрациклин, сульфадиметоксин, сульфаметоксазол, энрофлоксацин, ципрофлоксацин, офлоксацин и норфлоксацин). Присутствие 10 мг/л антибиотиков не оказывает влияние на анаэробное сбраживание, концентрация антибиотиков 100 мг/л заметно увеличивает выход метана. Присутствие 500 мг/л антибиотиков подавляет производство метана на начальной стадии, при этом в некоторых случаях на последующих этапах анаэробного сбраживания выход метана стабилизировался или даже превышал показатели контрольного эксперимента. Антибиотики не оказывают влияния на структуру бактериального сообщества, но влияют на состав архей. С ростом концентрации антибиотиков доля Methanosarcina возрастает, доля Methanosaeta снижается. При концентрации антибиотиков 500 мг/л доминируют бактерии Methanobacteriales и Halobacteriales.

 
Страница 5 из 22

vstmag engfree 200x100 2

mvkniipr ru

Российская ассоциация водоснабжения и водоотведения

Конференция итог

ecw20 200 300

VAK2