|
Нанофильтрация и мембранная дистилляция для дефторирования воды.
Moran A. L. I., Paquet M., Janowska K., et al. Water defluoridation: nanofiltreation vs. membrane distillation. Ind. and Eng. Chem. Res., 2018, v. 57, no. 43, рр. 14740–14748.
Нанофильтрацию рассматривают как приемлемую технологию для дефторирования воды. Однако нанофильтрация не обеспечивает хороших результатов при высоком исходном содержании фторидов и, кроме этого, всегда существует проблема с концентратом нанофильтрации. Сопоставлены результаты дефторирования воды, удаления ионов жесткости и органических веществ при использовании промышленной полиэфирной нанофильтрационной мембраны и полипропиленового половолоконного мембранного дистилляционного модуля. Нанофильтрация обеспечивает в 10 раз большую производительность. Наряду с этим после достижения коэффициента концентрирования около 3 загрязнение мембраны снижает поток пермеата до 80% от исходного. Снижается задержание фторидов с 90 до 80% с соответствующим ухудшением качества пермеата. В случае мембранной дистилляции содержание фторидов в пермеате всегда ниже предела обнаружения (0,2 ppm) вне зависимости от исходной концентрации. Процесс характеризуется высокой устойчивостью против загрязнения, а из концентрата в результате охлаждения могут быть извлечены кристаллы CaF2. В этой связи в качестве оптимального решения предложена гибридная схема: нанофильтрация и мембранная дистилляция для обработки ретентата нанофильтрации с извлечением кристаллов CaF2 высокой чистоты.
|
Водопроводные осадки в качестве носителя наночастиц феррита кобальта. Эффективный магнитный гетерогенный катализатор для активации пероксимоносульфата при деструкции атразина.
Li X., Liu X., Lin C., et al. Cobalt ferrite nanoparticles supported on drinking water treatment residuals: An efficient magnetic heterogeneous catalyst to activate peroxymonosulfate for the degradation atrasine. Chemical Engineering Journal, 2019, v. 367, pp. 208–218.
Железосодержащие водопроводные осадки (ВО) использованы в качестве источника железа и основы катализатора. Соответствующий гибридный материал CoFe2O4@ВО синтезирован по схеме соосаждения и прокаливания и использован для активации пероксимоносульфата. В оптимальных условиях в присутствии активированного пероксимоносульфата (концентрация атразина 10 мкМ, расход катализатора 0,03 г/л, концентрация перкосимоносульфата 0,2 мМ, рН 4,01) степень деструкции атразина составила 98,2%.
|
Сопоставление поступления органических микрозагрязнений в водотоки-приемники после традиционных очистных сооружений и после прохождения через лесные почвы.
McEachran A. D., Hedgespeth M. L., Newton S. R., et al. Comparison of emerging contaminants in receiving waters downstream of a conventional wastewater treatment plant and forest-water reuse system. Environmental Science and Pollution Research, 2018, v. 25, no. 13, рр. 12451–12463.
Способ прохождения загрязненной воды через лесные почвы используют для очистки городских, промышленных и сельскохозяйственных сточных вод. Проведены эксперименты по сравнительной очистке сточных вод после традиционных очистных сооружений и после прохождения через лесные почвы. Анализ изменения концентраций 33 органических микрозагрязнений показал, что после традиционных очистных сооружений в водоток-приемник происходит сброс 1000 нг/л загрязняющих веществ, после лесных почв – 30 нг/л. Заметное снижение концентрации характерно для фармацевтических препаратов, фталатов, ряда промышленных химических реагентов.
|
Ингибирующий эффект наночастиц оксида графена в процессе производстве метана при анаэробном сбраживании избыточного активного ила.
Dong B., Xia Z., Sun J., et al. The inhibitory impacts of nano-graphene oxide on methane production from waste activated sludge in anaerobic digestion. Science of the Total Environment, 2019, v. 646, pp. 1376–1384.
Существует тенденция расширения использования нанотехнологий в различных отраслях промышленности и соответствующего увеличения концентрации наноматериалов в сточных водах различных промышленных производств. Тема влияния различных видов наночастиц на процессы на очистных сооружениях привлекает все большее внимание. В данном случае исследовано влияние наночастиц оксида графена на анаэробное сбраживание. Установлено, что в присутствии наночастиц оксида графена на уровне 0,054 и 0,108 мг/мг (летучих твердых веществ) снижение производства метана составляет 7,6 и 12,6% соответственно. Причину этого явления видят в адсорбции органического субстрата наночастицами оксида графена, а также в ингибировании метаногенеза в результате подавления ферментативной активности.
|
Факторы, влияющие на удаление антибиотиков в мембранном биореакторе на городских очистных сооружениях.
Zheng W., Wen X., Zhang B., Qiu Y. Selective effect and elimination of antibiotics in membrane bioreactor of urban wastewater treatment plant. Science of the Total Environment, 2019, v. 646, pp. 1293–1303.
Мониторинг удаления антибиотиков в мембранном биореакторе проведен на очистных сооружениях в Пекине, КНР, в течение 13 месяцев с отбором проб (исходные сточные воды, активный ил, пермеат мембранного биореактора) каждые две недели. Удаление всех антибиотиков через биодеградацию и адсорбцию составляет в среднем 59,25±2,79%, наибольшего значения 64,79±4,68% показатель достигает в летний период, т. е. повышение температуры способствует биодеградации в мембранном биореакторе. Удаление антибиотиков при микрофильтрации было незначительным. Наибольшего значения 9,48±8,92% показатель достигает зимой, что свидетельствует о положительном влиянии понижения температуры на задержание антибиотиков. Выявлена обратная зависимость количества нитрифицирующих бактерий (Nitrosomonas и Nitrospira) и концентраций некоторых видов антибиотиков, что свидетельствует об их участии в биодеструкции антибиотиков по механизму ферментативного катализа в процессе нитрификации.
|
Добавка в осадки городских сточных вод извести и раковин моллюсков влияет на поведение органических веществ и фармацевтически активных веществ.
Wang K., larkin T., Singhal N., Zhuang T. Amendment of municipal sewage sludge with lime and mussel shell: Effects on fate of organic matter and pharmaceutically active compounds. Waste Management, 2019, v. 85, pp. 272–282.
При длительном хранении осадков городских очистных сооружений на полигонах происходит деструкция органических веществ и выделение фармацевтически активных составляющих. Проведены эксперименты по стабилизации осадков добавлением извести и смеси извести и раковин моллюсков. На протяжении 42 сут анализировали трансформацию органических веществ и изменения четырех фармацевтических препаратов (флуоксетин, гемифиброзил, триклозан и карбамазепин). Количество способных к миграции фракций фармацевтических препаратов в составе осадков увеличивалось при добавлении извести, но снижалось при добавлении смеси извести и раковин моллюсков. Данную смесь рекомендовано примешивать к осадкам очистных сооружений перед вывозом на полигон.
|
Образование эттрингита и моносульфата в процессе уменьшения щелочности шлака сталеплавильного производства при его взаимодействии с алюминийсодержащими водопроводными осадками.
Ozkok E., Davis A. P., Aydilek A. H. Ettringite and monosulfate formation to reduce alkalinity in reactions of alum-based water treatment residual with steel slag. Waste Management, 2019, v. 84, pp. 1–12.
Выдержанный шлак сталеплавильного производства является высокопрочным заполнителем в дорожном строительстве, его использование, однако, ограничено из-за возможности образования растворов выщелачивания с высоким значением рН (>12,4). При добавлении к шлаку 10% алюминийсодержащих водопроводных осадков на 67% снижается расход кислоты на его нейтрализацию и возможность образования щелочных растворов. Однако данный эффект сопровождается заметным увеличением концентрации растворимого Al в растворах выщелачивания (до 4,6 мМ). Уменьшение выделения щелочных растворов связано с образованием эттрингита и моносульфата.
|
Влияние термального гидролиза в качестве предварительной обработки на физико-химические свойства и анаэробное сбраживание избыточного активного ила с различным содержанием твердых веществ.
Jeong S. Y., Chang S. W., Ngo H. H., et al. Influence of thermal hydrolysis pretreatment on physicochemical properties and anaerobic biodegradability of waste activated sludge with different solids content. Waste Management, 2019, v. 85, pp. 214–221.
Исследовано влияние предварительной обработки термическим гидролизом (100–220 ºС) на физико-химические свойства (рН, общее содержание твердых веществ, летучие твердые вещества, ХПК, общий азот, аммиачный азот, летучие жирные кислоты, вязкость, морфология клеток) и результаты анаэробного сбраживания высококонцентрированного избыточного активного ила с содержанием твердых веществ в пределах 1–7%. Установлена целесообразность метода для растворения летучих твердых веществ и увеличения выхода метана вне зависимости от содержания твердых веществ. Производство метана составляло 313–348 л/кг (летучих твердых веществ) (72,6–74,1% СН4) при оптимальной температуре предварительной обработки 180 ºС. Таким образом, предварительная обработка повышает эффективность анаэробного сбраживания.
|
Удаление средств личной гигиены из сточных вод, а также при обработке осадков сточных вод и их содержание в принимающих почвах.
Biel-Maeso M., Corada-Fernandez C., Lara-Martin P. A. Removal of personal care products (PCPs) in wastewater and sludge treatment and their occurrence in receiving soils. Water Research, 2019, v. 150, pp. 129–139.
В течение года проведен мониторинг поведения на очистных сооружениях (сточные воды до и после очистных сооружений, осадки, компост) в Испании средств личной гигиены (ароматизаторы, ультрафиолетовые фильтры, антимикробные препараты, поверхностно-активные вещества). Результаты сопоставлены с показателями, характерными для традиционных загрязняющих веществ (полихлорированные бифенилы и полициклические ароматические углеводороды). В исходных сточных водах преобладают синтетические ароматизаторы и ультрафиолетовые фильтры. Их удаление на очистных сооружениях не превышает 70%. Наибольшие концентрации зафиксированы для ультрафиолетового фильтра октокрилена 4–7 мкг/л и ароматизаторов тразеолида, ОТНЕ и галаксолида 12–95 мкг/г. Концентрации некоторых ароматизаторов в осадках достигают 365 мкг/г и лишь незначительно снижаются при анаэробном сбраживании. Компостирование приводит к почти полному удалению некоторых из этих веществ. В почвах, орошаемых сточными водами, на глубине до 150 см концентрации анализируемых веществ составляли 1–651 нг/г.
|
Транспорт и трансформация микропластиков в традиционном процессе с активным илом на очистных сооружениях в КНР.
Liu X., Yuan W., Di M., et al. Transfer and fate of microplastics during the conventional activated sludge process in one wastewater treatment plant in China. Chemical Engineering Journal, 2019, v. 362, pp. 176–182.
Городские очистные сооружения являются важным точечным источником микропластиков в природную водную среду. На очистных сооружения снижение содержания микропластиков происходит с исходных 79,9 до 28,4 частиц/л, т. е. на 64,4%. Микропластики переходят в основном в осадки, где их содержание в обезвоженном материале составляет 240,3 частиц/г при среднем размере 222,6 мкм. Более крупные фракции подвергаются механической эрозии и переходят в осадки. Волоконные микропластики составляют от 33,5 до 56,7% от общего количества.
|
|
