|
Кинетика и механизм деструкции фармацевтических препаратов и средств личной гигиены в подземной воде пероксидисульфатом, активированным металлическим железом
Li A., Wu Z., Hou S. et al. Kinetics and mechanism of the degradation of PPCPs by zero-valent iron (Fe0) activated peroxydisulfate (PDS) system in groundwater. Journal of Hazardous Materials, 2018, v. 357, pp. 207-216.
Исследованы кинетика и механизм деструкции карбамазепина, ацетаминофена и сульфаметоксазола в чистой воде и подземной воде пероксидисульфатом, активированным металлическим железом. Степень деструкции препаратов в чистой воде составила за 10 мин 85,4; 100 и 73,1% соответственно. Механизм деструкции основывается на взаимодействии с гидроксильными, сульфатными и кислородными радикалами. В подземной воде эффективность деструкции повышается, что связывают с присутствием сульфатов и хлоридов. Значение константы скорости деструкции первого порядка возрастает с 0,021; 0,242 и 0,013 мин-1 до 0,239; 2,536 и 0,259 мин-1, соответственно, при концентрациях сульфатов и хлоридов в подземной воде на уровне 100 и 10 мг/л соответственно.
|
Анаэробная обработка сточных вод в двухступенчатом насадочном реакторе с гранулами из геля поливинилового спирта в качестве носителя биопленки
Pandey S., Sarkar S. Anaerobic treatment of wastewater using a two-stage packed-bed reactor containing polyvinyl alcohol gel beads as biofilm carrier. J. Environ. Chem. Eng, 2017, v. 5, № 2, рр. 1575-1585.
Анаэробная обработка сточных вод является привлекательной альтернативой аэробной обработке с преимуществами меньшего энергопотребления и образования осадков. При этом двухступенчатая конфигурация процесса обеспечивает более высокие показатели очистки сточных вод и большую устойчивость процесса к изменению рабочих условий, таким, например, как повышение нагрузки по органическим веществам. Спроектирована двухступенчатая анаэробная установка для обработки сточных вод при мезофильной температуре, состоящая из работающих последовательно ацидогенного и метаногенного насадочных реакторов. В каждом из них в качестве носителя биопленки (из консорциума различных микроорганизмов) использованы шарики из геля поливинилового спирта. В данной двухступенчатой системе достигается снижение ХПК сточных вод на уровне 89% при производительности по метану 0,08 л (СН4)/л(реактора)сут. После выхода на стабильный режим работы в сточных водах после ацидогенного реактора соотношение концентраций пропионовой и уксусной кислот составляет 0,2. При шоковом понижении температуры сточных вод в течение 60 сут снижение ХПК уменьшилось до 33% с соответствующим уменьшением выхода метана в результате изменения структуры консорциума микроорганизмов. После восстановления мезофильной температуры системы вышла на стабильные показатели работы через 28 сут.
|
Влияние температуры сжигания на свойства золы осадков сточных вод в качестве добавки к вяжущему материалу
Vouk D., Nakic D., Stirmer N., Cheeseman C. Influence of combustion temperature on the performance of sewage sludge ash as a supplementary cementitious material. Journal of Material Recycling and Waste Management, 2018, v. 20, № 3, рр. 1458-1467.
Исследованы свойства золы от сжигания сточных вод в качестве добавки к цементу в строительном растворе. Опыты проведены в Хорватии с пробами осадков сточных вод двух очистных сооружений. Проанализировано изменение свойств и состава золы в зависимости от изменения температуры сжигания (800, 900 и 1000оС). Наиболее благоприятной является температура 900 оС. В этом случае при добавке к цементу до 30% золы предел прочности на сжатие и изгиб цементной смеси снижается на 8% на каждые 10% добавленной золы. В результате при добавке до 20% золы к цементу качество получаемого строительного раствора соответствует техническому регламенту.
|
La-модифицированные водопроводные осадки для иммобилизации фосфора с целью предотвращения эвтрофикации
Wang C., Wu Y., Wang Y. et al. Lanthanum-modified drinking water treatment residue for initial rapid and long-term equilibrium immobilization to control eutrophication. Water Research, 2018, v. 137, pp. 173-183.
Разработан способ быстрой и долговременной иммобилизации фосфора с использованием La-модифицированных водопроводных осадков. Исследован механизм иммобилизации фосфора и токсичность материала по отношению к улиткам Bellamya aeruginosa (экспозиция в течение 120 сут). Содержание La в материале на уровне 5% обеспечивает необходимые показатели иммобилизации фосфора и не оказывает токсического действия на тест-организмы.
|
Применение монохлорамина для обработки сточных вод с целью повторного использования. Биостабильность во время транспортировки и биозагрязнение обратноосмотических мембран
Farhat N. M., Loubineaud E., Prest E. I. et al. Application of monochloramine foe wastewater reuse: Effect on biostability during transport and biofouling in RO membranes. Journal of Membrane Science, 2018, v/ 551, pp. 243-253.
Для предотвращения биозагрязнения обратноосмотических мембран проводят хлорирование поступающей на очистку обратным осмосом воды. Контакт с хлором, однако, сокращает срок службы мембран. В этой связи в качестве альтернативы предложена обработка сточных вод монохлорамином. Исследована биостабильность обработанной таким образом сточной воды после мембранного биореактора при ее транспортировке на расстояние 13 км до обратноосмотической установки, а также эффективность обработки монохлорамином для предотвращения загрязнения обратноосмотических мембран. Показана эффективность обработки при условии поддержания в воде необходимого остаточного содержания монохлорамина.
|
Влияние бромидов и иодидов на хлорирование диклофенака. Ускоренное хлорирование и повышенное образование побочных продуктов обеззараживания воды
Dong H., Qiang Z., Yuan X., Luo A. Effects of bromide and iodide on the chlorination of diclofenac: Accelerated chlorination and enhanced formation of disinfection by-products. Separation and Purification Technology, 2018, v. 193, pp. 415-420.
Определены значения кажущейся константы скорости взаимодействия диклофенака со свободными хлором, бромом и иодом. Значение константы скорости взаимодействия со свободным бромом составляет 9320 М-1 с-1, что в 3680 и 3,2 раза выше в сравнении со свободными хлором и йодом соответственно. Значение константы скорости взаимодействия со свободным хлором в большей мере зависит от величины рН. Присутствие бромидов и иодидов повышает образование побочных продуктов обеззараживания воды и изменяет их состав. Так в присутствии 50 мкМ бромидов или иодидов образование побочных продуктов обеззараживания воды повышается с 67,2 до 292,0 и 87,3 мкг/л соответственно. При этом происходит смещение от хлорированных к бромированным и иодированным побочным продуктам обеззараживания воды. В присутствии бромидов и иодидов трансформация диклофенака при хлорировании происходит по механизму гидроксилирования, декарбоксилирования и реакций замещения. Из-за повышенного образования побочных продуктов обеззараживания воды необходимо удаление бромидов и иодидов из исходной воды, содержащей фармацевтические препараты, перед ее хлорированием.
|
Достижение стабильного удаления азота из основного потока сточных вод по механизму образования нитритов путем обработки осадков сточных вод свободным аммиаком
Wang Q., Duan H., Wei W. et al. Achieving mainstream nitrogen removal via the nitrite pathway by sludge treatment using free ammonia. Environmental Science and Technology, 2017, v. 51, № 17, рр. 9800-9807.
Биологическое удаление азота по механизму образования нитритов (NH4+ - NO2- - N2) целесообразно для сточных вод с недостаточным содержанием углерода. Разработан инновационный подход для осуществления данной схемы обработки с использованием свободного NH3. В основе разработки сделанный авторами вывод о меньшей токсичности свободного NH3 при концентрации 210 мг NH3-N/по отношению к аммонийокисляющим бактериями в сравнении с нитритокисляющими бактериями. Соответствующие опыты проведены с активным илом из SBR-реактора при обработке модельных городских сточных вод. В отдельном реакторе 22% активного ила из SBR-реактора подвергали обработке в течение 1 сут раствором, содержащим 210 мг NH3-N/л. После обработки активный ил был возвращен в SBR-реактор. Уровень накопления нитритов свыше 90% был достигнут за 40 сут и оставался стабильным, что свидетельствовало о реализации нитритной схемы. Активность нитритокисляющих бактерий составляла не более 5% показателя без аммиачной обработки. Активность аммонийокисляющих бактерий оставалась на прежнем уровне.
|
Удаление различных загрязняющих веществ из воды композитом ионная жидкость/полиоксометалат, иммобилизованном на носителе в виде пористого SiO2
Herrmann S., De Matteis L., de la Fuente J. M. et al. Removal of multiple contaminants from water by polyoxometalate supported ionic liquid phase (POM-SILPs). Angewandte Chemie. International Edition, 2017, v. 56, № 6, рр. 1667-1670.
Для одновременного удаления органических, неорганических загрязняющих веществ и патогенов разработан адсорбент в виде композита ионная жидкость/полиоксометалат, иммобилизованного на пористом SiO[2] в качестве носителя. Катионы алкиламмония в структуре ионной жидкости обеспечивают инактивацию патогенов, анионы полиоксометалата связывают тяжелые металлы, липофильность композита ионная жидкость/полиоксометалат создает условия для сорбции органических веществ, пористый SiO[2] связывает радионуклиды. Использование данного адсорбента в виде фильтрующей среды позволяет в одном реакторе устранять различные виды водного загрязнения.
|
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.
|
|
