Защита городской среды

Показано, что сочетание химического и электрохимического процессов окисления органических загрязнений [например, диэтиленгликоля (ДЭГ)] существенно увеличивает полноту его удаления из сточной воды. Эксперимент проводился в растворах с фиксированным содержанием органического вещества – диэтиленгликоля, и с добавками 5 и 20 г/л хлорида натрия, 5 г/л сульфата натрия и в растворе с малым солесодержанием 0,5 г/л NaCl + 0,5 г/л Na[2]SO[4] соответственно. Анод – образец из графита, платины, ОРТА или Pd. Катод – нержавеющая сталь. Рабочая плотность тока 62,5 мА/см{2}, расстояние между электродами 1 см. Электроокисление ДЭГ полнее протекает в растворе, содержащем Cl{-}-ионы, по сравнению с сульфатным раствором той же концентрации вне зависимости от материала анода. Эффективность окисления ДЭГ уменьшается в ряду Pd>ОРТА>=Pt>C в хлоридных растворах. В растворе, содержащем SO{-}[4]-ионы, платина, графит и ОРТА мало отличаются по эффективности электроокисления ДЭГ, тогда как на палладии масса органического вещества, окисленного 1 см{2} поверхности, остается на порядок выше по сравнению с другими электродами. Следовательно, каталитическая активность поверхности Pd в процессе деструкции ДЭГ превосходит остальные рассмотренные нами материалы. Таким образом, для очистки сточной воды от примеси диэтиленгликоля электроокислением лучшим электродным материалом является палладий. Меньшей эффективностью в этом процессе характеризуется гладкая платина. На ОРТА окисление органического вещества осуществляется в основном при его взаимодействии с образующимся на аноде окислителем (хлор, ClO{-}, HClO), а собственно электроокисление протекает с малой скоростью.

Сообщается, что в Южной Африке в больших объемах производятся растительные масла, при этом ежегодно образуется около 2 млн. м{3} СВ. На одном из производств с июня по октябрь производился контроль СВ, при этом значения ХПК изменялись от 1155 до 11763 мг/л, а содержание масла от 111,1 до 627,8 мг/л. В лабораторных условиях исследовался процесс очистки этих СВ, схема включала полупроточную ступень, и две проточные ступени – высоконагруженную и низконагруженную, в которых проходили стадии анаэробной и аэробной обработки соответственно. Суммарное время обработки достигало 70 сут, через 15 сут. эффективность удаления ХПК составляла около 75% и масел более 90% при нагрузке 0,5 кг ХПК/кг акт. ила в сутки (по сухому веществу).

Под системами, близкими к естественным, понимаются, в частности, емкости, в которых высажена высшая водная растительность, при этом имитируется участок заболоченной почвы, они применяются в сельской местности для очистки небольших количеств бытовых СВ. Экспериментальная установка представляет собой бетонную емкость, полностью заглубленную в грунт с размерами в плане 9,15*3 и глубиной 2,1 м. Она заполняется (снизу вверх) гравием различной крупности и песком, в котором высаживался камыш, СВ подавались в начало емкости (сверху) и выводились с противоположного конца через донный дренаж. Время пребывания СВ изменялось от 1 до 2 сут, при этом количество Giardia cysts уменьшалось на 95,3%, Cryptosporidium oocysts на 92,7%, общих колиформ на 94% и фекальных колиформ на 94,8%.

Данная работа связана с тем, что синтетические красители, используемые в текстильном производстве, содержат тяжелые металлы, и в том числе медь. Указывается, что ряд водорослей, например, это виды Cyperus, Polygonum, и др., обладают повышенной сорбционной способностью по отношению к меди. В экспериментах использовались водоросли названных и других видов, их длина составляла 10-12 см. Эксперимент проводился в стеклянном цилиндре с рабочим объемом 10 л, водоросли предварительно выращивались в другой емкости, содержание меди в модельных СВ составляло от 2,5 до 4,9 мг/л, время экспозиции достигало 47 сут. Установлено, что в результате сорбции биомасса водорослей накапливала медь в количестве от 385 до 5085 мг/м{3}, при этом отмечено также эффективное снижение окрашенности.

Под биоконверсией в данном случае понимается превращение загрязнений СВ в биомассу грибов. Указывается, что СВ, образующиеся при обработке осадков от очистки, в частности, городских СВ, содержат органические загрязнения и биогенные элементы в высоких концентрациях. Проведены эксперименты, в которых в надосадочную жидкость вводились грибы вида Phanerocheate chrysosporium, пробы отбирались через 7, 14 и 21 сут. Установлено, что за время эксперимента величина ХПК уменьшилась с 390 до 18 мг/л, содержание твердой фазы (по сухому веществу) увеличилось за счет прироста биомассы грибов с 0,51 до 1,9%, с наибольшей интенсивностью процесс протекал в первые 7 суток.

В лабораторных условиях исследовался процесс очистки промышленных СВ с использованием реактора мембранного типа, величина ХПК находилась в пределах от 3000 до 12000 мг/л, отношение БПК[5]/ХПК от 0,4 до 0,5. Лабораторная модель включала емкость для аэрирования объемом 1,0 л, на ее дне располагался фильтр, представлявший собой круглую мембрану для ультрафильтрации с ПВ 46,5 см{2}. Отфильтрованная жидкость удалялась из емкости, находящейся под фильтром, иловая смесь в емкости перемешивалась посредством лопастной мешалки, находящейся в непосредственной близости от ПВ мембраны. Концентрация биомассы в реакторе достигала 13900 мг/л, эффективность удаления ХПК в среднем составляла 86,1%, эффективность удерживания биомассы в реакторе не менее 99,9%.

В лабораторных условиях исследовалась возможность использования такого параметра, как концентрация растворенного кислорода (КРК) для управления работой реактора типа SBR (реактор периодического действия, в котором все стадии процесса биоочистки реализуются последовательно в одном объеме). Метод заключается в том, что с помощью анализатора растворенного кислорода непрерывно измерялась величина КРК после ввода в реактор очередной дозы СВ, и по скорости ее изменения (в конце фазы окисления она резко уменьшалась) определялся момент выключения пневмоаэратора и включения мешалки, после чего осуществлялась стадия денитрификации.

Рассматривается проблема использования осадков, образующихся на городских очистных сооружениях, в сельском хозяйстве. Одной из проблем при этом является присутствие в них трудноразложимых соединений. В лабораторных условиях исследовалась возможность их биодеструкции в аэробном термофильном процессе, в качестве модельного вещества был выбран ди-2-тилгексилфталат (ТГФ). Период адаптации и наращивания биоценоза длился около месяца, далее процесс велся при 63°C, максимальная эффективность деструкции ТГФ, равная 70%, обеспечивалась при времени пребывания 96 ч, в течение первых 24 ч происходило разложение 61% ТГФ.

Лаборатория н.-и. ин-та химии древесины (Nanjing, Китай) провела произв. испытания очистных сооружений СВ современной бум. ф-ки. Содержание загрязнений в СВ, мг/л, ХПК 1623, БЛК[5] 406, взвешенные в-ва 1435. Цветность СВ 423 ед., pH 6-9. В схеме очистки СВ применены перв. отстойники, аэротенки с циркуляцией активного ила, втор. радиальные отстойники, фильтры доочистки. Содержание загрязнений в очищ. СВ, мг/л, ХПК 100, взвешенные в-ва 70. Степень очистки СВ по ХПК 84%. Цветность СВ снижена до 20 единиц.

При нанесении никелевых покрытий в промывные воды попадают токсичные соединения Ni(II), что создает серьезные экологические проблемы при попадании этих вод в рыбохозяйственные водоемы. Целью работы было исследование возможности снижения содержания никеля (2+) в сточной воде за счет применения системы уловителей, а также возврата воды в технологический процесс на некоторых гальванических автооператорных линиях. Результаты проведенных исследований свидетельствуют, что кубовый остаток после выпаривания ванны-уловителя N 1 можно использовать для добавки в электролит ванны никелирования в количестве 4-8% об. Упаривание раствора никелирования из ванны-уловителя N 1 повлечет расход электроэнергии, который, как показали расчеты, можно частично компенсировать, используя образующийся пар на обогрев ванны обезжиривания, а охлажденную до 60°C воду из системы обогрева (конденсат) использовать для долива ванны обезжиривания, и как промывочную теплую воду после операции обезжиривания.