Защита городской среды

Представлен процесс очистки СВ, в котором в иловую смесь в аэротенке дозировался хлорид железа или соли алюминия с целью удаления фосфатов. Установлено, что хлорид железа является более эффективным реагентом, а оптимальным соотношение P:Fe, равное 1:1 (в молярном выражении). В экспериментах возраст акт. ила поддерживался равным 20 суткам, при уменьшении этого значения эффективность удаления как ХПК, так и фосфора снижалась. Сообщается о разработке программного обеспечения, которое учитывает 52 параметра, приводятся методы калибровки этой модели. Среднее содержание фосфора в исходной СВ в течение эксперимента составляло 16,43 мг/л, эффективность удаления до 82%.

Установлено, что мелкодисперсная взвесь почти не осаждается в отстойниках, что затрудняет фильтрование через повсеместно применяющийся кварцевый песок. Применение цеолита в качестве фильтрующей загрузки позволяет перейти к строительству станции по схеме прямого фильтрования без отстойников. Проведенные исследования показывают, что с помощью цеолитов может быть произведена глубокая очистка вод от разнообразных дисперсных примесей и что цеолиты обладают рядом преимуществ по сравнению с другими материалами, обычно используемыми в качестве сорбентов для очистки вод. Процесс осаждения взвесей композицией коагулянт-цеолит с использованием в качестве флокулянта “Zetak-64″ позволяет уменьшить в дозу осадителей при высокой эффективности очистки, а также стабилизировать рН вод в течение продолжительного срока службы фильтров.

Целью исследований являлось получение кинетических параметров процесса биоочистки СВ, необходимых для дальнейшей разработки модели. Эксперименты проводились на очистных сооружениях предприятия по переработке картофеля, величина ХПК в экспериментах устанавливалась равной 2000 мг/л. В исследованиях сравнивались две различные методики получения констант – традиционная и с использованием респирометра. В первом случае из реактора емкостью 4,8 л периодически отбирались пробы, и в них определялись значения ХПК, это давало возможность измерить скорость процесса удаления субстрата. Во втором измерялась скорость потребления кислорода с использованием электрохимического датчика растворенного кислорода, величина этого параметра также определяет интенсивность процесса биоокисления. Делается вывод о целесообразности комбинирования обоих методов.

Проблема очистки и выделения ценных компонентов из сточных вод методом флотации состоит в поиске собирателя, который является групповым для суммы наиболее токсичных тяжелых металлов, входящих в состав сточных вод. Групповой флотореагент пирокатехиновый фиолетовый, модифицированный хлоридом цетилпиридиния, был апробирован на искусственных смесях, содержащих 250 мкг/мл каждого из ионов: Cu(II), Pb(II), Zn(II), Cd(II), Sb(III), Mo(VI), W(IV), Ge(IV), Ni(II), Ti(IV). Остаточную концентрацию ионов в растворе контролировали методом атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой. Степень извлечения Cu(II), Pb(II), Sb(III), Mo(VI), W(IV), Ge(IV), Ni(II), Ti(IV) составила ЭКВИВ95%. Для других ионов – 70%. Метод можно рекомендовать для очистки сточных вод.

Традиционной является технология биоочистки СВ в процессе с активным илом, при которой выходящая из аэротенка иловая смесь разделяется во вторичном отстойнике, ее недостатком является невысокое качество разделения, большой вынос взвешенных веществ, невозможность поддерживать достаточно высокие концентрации биомассы в аэротенке и величину ее возраста. В реакторе мембранного типа отделение очищенной СВ производится, в данном примере, с использованием погружного мембранного фильтра, при этом вся биомасса удерживается в реакторе. В экспериментах лабораторного масштаба исследовались обычная схема и мембранный реактор, его емкость в обеих схемах 15 л. Вид мембраны – погружная, рабочая ПВ 0,4 м{2}, размер пор 0,1 мкм. После периода адаптации концентрация акт. ила в мембранном и обычном реакторах составила (в среднем) 5,5 и 2,1 г/л, соответственно, величина ХПК очищенной СВ 55,5 и 79,9 мг/л.

Ступень биологической очистки городских СВ с максимальной производительностью 80000 м{3}/сут представляла собой трехкоридорный циркуляционный канал, овальный в плане, исходные СВ подавались во внешний канал. Особенностью является то, что в каждом канале имелось только два узла аэрирования, расположенных на противоположных сторонах малого диаметра, поэтому в каналах существовали зоны с недостаточно эффективным смешением. В связи с этим для оценки гидравлической обстановки в каналах было произведено трассировочное обследование, в качестве трассера применялся родамин, в начале эксперимента на вход было подано 2 л раствора родамина с концентрацией 210 г/л, пробы отбирались в каждом канале на стороне, противоположной впуску. После растворения родамина в воде его концентрация на входе 1-го канала составила 37 мкг/л, через 80 мин она снизилась до 18 мкг/л. Для 2-го и 3-го каналов пик концентраций зафиксирован со сдвигом 250 и 300 мин, соответственно, с концентрациями 11 и 9 мкг/л, полное усреднение концентрации родамина произошло через 1500 мин, эта величина составила 3 мкг/л. По результатам обследования предполагается произвести реконструкцию системы аэрирования.

Исследовался процесс компостирования осадков от очистных сооружений, при этом в качестве дополнительной компоненты использовались размельченные бытовые отходы, содержащие органические соединения, доля этих отходов составляла от 47,9 до 74,7%. Экспериментальная установка имела рабочий объем 4,2 м{3} и была оснащена системой аэрирования. Установлено, что наибольшая эффективность процесса обеспечивалась при содержании отходов в исходном материале для компостирования, равном 47,9%, при этом время созревания компоста составляло около 15 сут, а максимальная температура достигала 75°C.

Сообщается, что дренажные СВ от систем ирригации содержат ионы калия, бария, магния, натрия, хлориды и т. д., однако свыше 67% приходится на сульфат натрия. Проведены исследования, целью которых являлось использование этого соединения в качестве компонента красителей, применяемых для окраски шелковых тканей. Процесс выделения сульфата натрия включал концентрирование раствора, разбавление дистилированной водой, фильтрование, ступень эвапорации, сушку в условиях вакуума и др., качество полученного реагента соответствовало требованиям, предъявляемым к компонентам красителей.

Указывается, что в условиях Марокко вода является дефицитным ресурсом, в то же время условием эффективного земледелия является применение ирригации. Рассматривается ситуация, когда СВ от населенного пункта с населением 10 000 чел. включали бытовые СВ, а также СВ от производства сахара и скотобойни, суммарное содержание БПК[5] составляло 207 кг/сут (в среднем), общего азота 55,8 кг/сут и общего фосфора 14,3 кг/сут. Очистка производилась в биопрудах, эффективность очистки невысокая. Признано целесообразным использовать воду после биопрудов в целях ирригации, в связи с чем были проведены аналитические исследования состава данной воды. Сделан вывод, что содержание основных компонентов, включая тяжелые металлы, позволяет использовать эту воду для полива.

В лабораторных условиях исследовался процесс очистки смеси дренажных СВ свалки (реальных) и бытовых (модельных). Первые имели ХПК в среднем 10750 мг/л, аммонийный азот 2002 мг/л и общий фосфор 6,8 мг/л, для вторых данные значения составляли 10 000, 1060 и 812 мг/л, соответственно. В ходе экспериментов в реактор дозировался также порошок акт. угля в концентрации 1 г/л, эксперимент проводился в проточном и полупроточном режимах. Установлено, что добавка акт. угля в целом увеличивала скорость процессов, при этом данный эффект был более заметен в полупроточных режимах, добавка порошка акт. угля в большей мере интенсифицировала процесс нитрификации, чем окисления органических загрязнений. Содержание ХПК в различных условиях составляло в очищенной СВ от 200 до 710 мг/л.