Сопоставление двух полномасштабных мембранных биореакторов и традиционного процесса с активным илом на городских очистных сооружениях

Bertanza G., Canato M., Laera G. et al. A comparison between two full-scale MBR and CAS municipal wastewater treatment plants: techno-economic-environmental assessment. Environmental Science and Pollution Research, 2017, v. 24, № 21, рр. 17383-17393.

Проведено сопоставление эффективности полномасштабного мембранного биореактора (МБР) и традиционного процесса с активным илом (ТПАИ) на городских очистных сооружениях. Исследование влияния технических, социальных, административных, экономических и природоохранных факторов проведены на основе данных за 1 год работ трех полномасштабных городских очистных сооружений (на двух очистных сооружениях с МБР, на одних - с ТПАИ). Установлено небольшое преимущество ТПАИ, особенно, в части меньших расходов, сложности эксплуатации и энергопотребления. С другой стороны мембранная технология имеет преимущества в части общественного восприятия и природоохранных аспектов. Результаты подобных оценок во многом зависят от местных факторов, которые не позволяют сделать безусловный обобщающий вывод, однако методика идентификации основных факторов, влияющих на эффективность работы различных технологических схем, представляет безусловный интерес.

 

Появление, удаление и риски органических микрозагрязнителей на очистных сооружениях в Китае: сравнение процессов очистки сточных вод

Ben W., Zhu B., Yuan X. et al. Occurrence, removal and risk of organic micropollutants in wastewater treatment plants across China: Comparison of wastewater treatment processes. Water Research, 2018, v. 130, pp. 38-46.

Исследовано присутствие и трансформация 42 органических микрозагрязнений (30 фармацевтических препаратов и средств личной гигиены и 12 веществ с гормональной активностью) на 14 городских очистных сооружениях на территории КНР. Представлены данные по концентрациям микрозагрязнений в сточных водах до и после обработки, а также в избыточном активном иле. Эффективность различных схем для удаления микрозагрязнений установлена с использованием количественного мета-анализа. В сточных водах до и после очистных сооружений и в избыточном активном иле всегда преобладают фенольные эстрогенные вещества, макролидные и фторхинолоновые антибиотики. Эффективность удаления микрозагрязнений стабильна и сравнительно высока для тетрациклинов, безафибрата, кофеина, стероидных эстрогенов и фенольных эстрогенов, для других микрозагрязнений этот показатель существенно различается. Среди различных вариантов вторичной обработки наибольший уровень удаления микрозагрязнений характерен для анаэробного/аноксидного/оксидного процесса в комбинации с биопленочным реактором с движущимся слоем насадки. На стадии третичной обработки наиболее эффективна схема ультрафильтрация, озонирование, обеззараживание диоксидом хлора. Наибольшие санитарные риски связаны с присутствием в прошедших очистные сооружения сточных водах сульфаметоксазола, офлоксацина, ципрофлоксацина, кларитромицина, эритромицина, эстрона, бисфенола А, а также бета-эстрадиол-3-сульфата в избыточном активном иле.

 

Производство нитритов из мочи для контроля сульфидов в канализации

Zheng M., Zuo Z., Zhang Y. et al. Nitrite production from urine for sulfide control in sewers. Water Research, 2017, v. 122, pp. 447-454.

К наиболее распространенным методам контроля сульфидов в канализации относится дозирование в сточные воды реагентов, что связано со значительными затратами. Предлагаемый способ предусматривает раздельный отвод мочи от унитазов, ее конверсию в нитриты перед периодическим дозированным сбросом в канализацию. Опыты проведены в лабораторных SBR-реакторах, в которых происходит стабильная конверсия до 50% азота в нитриты в присутствии значительного количества (17,46%) аммонийокисляющих бактерий Nitrosomonas и в отсутствии (ниже предела обнаружения) нитритокисляющих бактерий Nitrospira. Стабильное получение нитритов происходит как при сравнительно высоких (1,0-2,0 мг/л), так и низких (0,2-0,3 мг/л) концентрациях кислорода. В лабораторном масштабе установлено эффективное подавление сульфидов в результате дозирования полученной из мочи свободной азотистой кислоты. По результатам оценки жизненного цикла установлено, что данный способ в сравнении с традиционным реагентным обеспечивает снижение эксплуатационных расходов на 2/3 и уменьшает на 2/3 эмиссию парниковых газов.

 

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

Adhikari B.-R., Thind S. S., Chen S. et al. Efficient bacterial disinfection based on an integral nanoporous titanium dioxide and ruthenium 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 RuO 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 мин достигается высокое значение константы скорости инактивации 0,62 мин-1 при эффективность инактивации более 99,999%. Полная инактивация достигается за 30 мин обработки. Способ рекомендован для обеззараживания воды и сточных вод.

 

Интенсивная озон-электрохимическая водоочистка с применением углеродных электродов

Клочихин В. Л., Потапова Г. Ф., Путилов А .В. Журнал физической химии, 2018, т. 92, № 6, с. 996-1005. Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН, Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л. Я. Карпова, Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ.

Изучены возможности реализации и опыт применения нового интенсивного метода водоочистки - комбинированного окисления озоном по технологии озон-электрохимической очистки воды. Для данной технологии обосновано и апробировано применение новых перспективных углеродных электродных материалов: для анода - стеклоуглерод, позволяющий добиться чрезвычайно высокой концентрации (до 25 об.%) озона в генерируемой озон-кислородной смеси; для катода - углеродные волокнистые материалы или углеродная ткань, армированная никелевой сеткой, которые позволяют проводить электрокатализ на развитой поверхности углеволокна, сочетать высокую сорбционную емкость катода и селективность электрохимических процессов на катоде при приложении требуемых потенциалов.

 

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. Enhancement 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 час. 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 90оС в течение 0,5 час снижает энергозатраты в стоимостном выражении на 43,7% в сравнении с мезофильным процессом без предварительной подготовки.

 

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

Qiu L., Zhang M., Yu X., Zheng P. A novel Fe(II)-Ca(II) synergetic phosphorus removal process: Process optimization and phosphorus recovery. Environ Sci. and Pollut. Res, 2018, v. 25, № 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 7,0-8,0, 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 32,70%.

 

Влияние солесодержания на эффективность удаление азота и структуру бактериального сообщества в биореакторах CANON с фиксированным слоем насадки с биопленкой

Garsia-Ruiz M. J., Castellano-Hinojosa A., Gonzalez-Lopec J., Osorio F. Effects of salinity on the nitrogen removal efficiency and bacterial community structure in fixed-bed biofilm CANON bioreactors. Chemical Engineering Journal, 2018, v. 347, pp. 156-164.

Сопоставлены показатели удаления азота и структуры микробного сообщества в четырех биореакторах CANON с фиксированным слоем насадки с биопленкой при различном содержании солей в сточных водах 0, 3, 25 и 45 г(NaCl)/л и времени гидравлического задержания 6 и 12 час. Исходное общее содержание азота 250 мг/л. Установлено, что изменение эффективности удаления азота при разных содержаниях солей связано с их воздействием на структуру микробного сообщества. Повышенные концентрации солей отрицательно воздействуют на Candidatus Brocardia и Nitrosomonas и в то же время способствуют развитию Marinobacter. Наблюдается адаптация Анаммокс-бактерий к концентрации NaCl 3 г/л, при этом аммоний- и нитритокисляющие бактерии резко подавляются при концентрациях 25 и 45 г/л. Эффективность удаления общего азота при времени гидравлического задержания 6 час составила 87,68; 64,25; 38,79 и 19,74% при концентрациях солей 0; 3; 25 и 45 г(NaCl)/л соответственно.

 

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 and Chemical Engineering, 2018, v. 6, № 4, рр. 3787-3797.

С использованием в качестве тест-организмов Zebrafish и Vibriofischery 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 and Chemical Engineering, 2018, v. 6, № 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; 2,0; 1,5; 1,0 и 2,5 мг/мл (время контакта 40 мин), соответственно, в случае дезинфектанта с Au(III) значения этих показателей составляют 6,0; 4,0; 4,0; 4,0 и 6,0 мг/л соответственно. Дезинфектанты рекомендованы для инактивации патогенных микроорганизмов в воде и сточных водах.

 
Страница 8 из 9

mvkniipr ru 

Российская ассоциация водоснабжения и водоотведения

confer 2019 04 19 200х200

WST19 200x300

Конференция итог

VAK2