Активация персульфата модифицированными водопроводными осадками для деструкции сульфаметоксазола

Qi C., Yu G., Huang J. Activation of persulphate by modified drinking water treatment residuals for sulfamethoxazole degradation. Chemical Engineering Journal, 2018, v. 353, pp. 490–498.

Водопроводные осадки с высоким содержанием Fe модифицированы восстановительным обжигом и использованы в качестве активатора персульфата в процессе деструкции сульфаметоксазола. В оптимальных условиях (рН 5,3, расход персульфата 2 мМ, расход модифицированных водопроводных осадков 0,2 г/л) степень деструкции сульфаметоксазола (50 мкМ) составила 80%. Деструкция протекает в основном за счет взаимодействия с сульфатными радикалами. Продукты деструкции идентифицированы по методике жидкостной хроматографии/время-пролетной масс-спектрометрии с ионной ловушкой. Таким образом, обозначена новая область использования водопроводных осадков в качестве гетерогенного активатора персульфата в процессах деструкции органических микрозагрязнений воды.

 

Повышение качества подземной воды для ирригации с использованием электродиализа, селективного по отношению к одновалентным ионам.

Cohen B., Lazarovitch N., Gilron J. Upgrading groundwater for irrigation using monovalent selective electrodialysis. Desalination, 2018, v. 431, pp. 126–139.

Недостатком опресненной воды при ее использовании для ирригации является низкая жесткость и низкое содержание сульфатов, необходимых для нормального развития растений. Смешение с подземной водой повышает жесткость, но и увеличивает уровень нежелательных хлоридов и натрия, что ограничивает долю подземной воды в смешанной воде. Электродиализ, селективный по отношению к одновалентным ионам, позволяет снизить концентрацию хлоридов и натрия при сохранении в воде ионов жесткости. В настоящее время существует достаточно широкий ассортимент освоенных промышленностью анионообменных мембран, селективных по хлоридам, и катионообменных мембран, селективных по натрию. Сравнительное использование для ирригации смеси, опресненной обратным осмосом воды и подземной воды, и смеси опресненной воды с водой, прошедшей электродиализ, позволило во втором случае достичь значительно лучших показателей выращивания паприки.

 

Использование водопроводных осадков в качестве заменителей природных глинистых минералов.

Ling Y. P., Tham R.-H., Lim S.-M., et al. Evaluation and reutilization of water sludge from fresh water processing plant as a green clay substituent. Applied Clay Science, 2017, v. 143, pp. 300–306.

Исследована возможность утилизации водопроводных осадков станции водоподготовки в г. Сунгай Дуа, штат Пенанг, Малайзия. Осадки представлены частицами неправильной формы с большой удельной площадью поверхности 27 м2/г, размером пор 8,8 нм и объемом пор 0,05 см3/г. Их основные компоненты SiO2 (40,33%) и Al2O3 (31,84%). Около 98% минеральной фазы идентифицировано как каолинит (Al2Si2O5) и кварц (SiO2), что является предпосылкой необходимых механических свойств при использовании, например, в составе горшечной глины. Присутствие гематита (Fe2O3, 1,6%) придает конечному продукту красноватый оттенок после обжига, что делает осадки идеальным сырьем для терракоты. Планируется организация опытного производства.

 

Последние достижения в адсорбционной очистке воды с использованием гибридов, содержащих слоистые двойные гидроксиды.

Zubair M., Daud M., McKay G., et al. Recent progress in layered double hydroxides (LDH)-containing hybrids as adsorbents for water remediation. Applied Clay Science, 2017, v. 143, pp. 279–292.

Слоистые двойные гидроксиды и особенно гибриды на их основе в последнее время рассматривают как вид многофункциональных наноматериалов с большими перспективами применения в области очистки воды в качестве адсорбентов и фотокатализаторов. По сообщениям исследователей таких гибридных наноматериалов в настоящее время достигнуты уникальные показатели адсорбционной емкости по тяжелым металлам и красителям, мг/г: Pb(II) 483,3; Cd(II) 95; Cu(II) 181; Cr(VI) 649; As(V) 180; Hg(II) 813; Ag(I) 450; U(VI) 277; метилоранж 1062; метиленовый синий 185; конго красный 1250. Во всех случаях разработанные схемы регенерации адсорбентов обеспечивают возможность их многократного использования.

 

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.

 
Страница 9 из 12

mvkniipr ru 

Российская ассоциация водоснабжения и водоотведения

WST19 200x300

Конференция итог

VAK2