|
Производство нитритов из мочи для контроля сульфидов в канализации
Zheng M., Zuo Z., Zhang Y. et al. Nitrite production from urine for sulfide control in sewers. Water Research, 2017, v. 122, pp. 447-454.
К наиболее распространенным методам контроля сульфидов в канализации относится дозирование в сточные воды реагентов, что связано со значительными затратами. Предлагаемый способ предусматривает раздельный отвод мочи от унитазов, ее конверсию в нитриты перед периодическим дозированным сбросом в канализацию. Опыты проведены в лабораторных SBR-реакторах, в которых происходит стабильная конверсия до 50% азота в нитриты в присутствии значительного количества (17,46%) аммонийокисляющих бактерий Nitrosomonas и в отсутствии (ниже предела обнаружения) нитритокисляющих бактерий Nitrospira. Стабильное получение нитритов происходит как при сравнительно высоких (1,0-2,0 мг/л), так и низких (0,2-0,3 мг/л) концентрациях кислорода. В лабораторном масштабе установлено эффективное подавление сульфидов в результате дозирования полученной из мочи свободной азотистой кислоты. По результатам оценки жизненного цикла установлено, что данный способ в сравнении с традиционным реагентным обеспечивает снижение эксплуатационных расходов на 2/3 и уменьшает на 2/3 эмиссию парниковых газов.
|
Эффективная инактивация бактерий с использованием бифункционального подхода на основе нанопористых TiO2 и RuO
Adhikari B.-R., Thind S. S., Chen S. et al. Efficient bacterial disinfection based on an integral nanoporous titanium dioxide and ruthenium oxide bifunctional approach. Journal of Hazardous Materials, 2018, v. 356, pp. 73-81.
Разработан эффективный и экономичный способ инактивации патогенов, совмещающий фотохимический и электрохимический процессы, на основе использования бифункционального Ti-электрода c нанопористым TiO2 в качестве фотокатализатора и наночастиц RuO в качестве электрохимического катализатора. Эксперименты проведены с бактериями Escherichia coli. Слой нанопористого TiO2 на Ti-субстрате формируют непосредственно анодированием, его фотокаталитическая активность существенно повышается при электрохимической обработке. В данной системе за 20 мин достигается высокое значение константы скорости инактивации 0,62 мин-1 при эффективность инактивации более 99,999%. Полная инактивация достигается за 30 мин обработки. Способ рекомендован для обеззараживания воды и сточных вод.
|
Интенсивная озон-электрохимическая водоочистка с применением углеродных электродов
Клочихин В. Л., Потапова Г. Ф., Путилов А .В. Журнал физической химии, 2018, т. 92, № 6, с. 996-1005. Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН, Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л. Я. Карпова, Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ.
Изучены возможности реализации и опыт применения нового интенсивного метода водоочистки - комбинированного окисления озоном по технологии озон-электрохимической очистки воды. Для данной технологии обосновано и апробировано применение новых перспективных углеродных электродных материалов: для анода - стеклоуглерод, позволяющий добиться чрезвычайно высокой концентрации (до 25 об.%) озона в генерируемой озон-кислородной смеси; для катода - углеродные волокнистые материалы или углеродная ткань, армированная никелевой сеткой, которые позволяют проводить электрокатализ на развитой поверхности углеволокна, сочетать высокую сорбционную емкость катода и селективность электрохимических процессов на катоде при приложении требуемых потенциалов.
|
Повышение эффективности производства биогаза из осадков сточных вод на очистных сооружениях. Предварительная подготовка и совместное сбраживание в мезофильных и термофильных условиях
Mirmasoumi S., Ebrahimi S., Saray R. K. Enhancement of biogas production from sewage sludge in wastewater treatment plant: Evaluation of pretreatment techniques and co-digestion under mesophilic and thermofilic conditions. Energy, 2018, v. 157, pp. 707-717.
Производство биометана позволяет компенсировать энергопотребление на очистных сооружениях. В этой связи при переработке осадков городских сточных вод для повышения эффективности производства биометана рассматривают различные подходы, включая варианты предварительной подготовки, совместное сбраживание и повышение температуры сбраживания. При выборе между ультразвуковой и термической предварительной обработкой предпочтение отдают термическому процессу, продолжительность которого не превышает 0,5 час. Термофильное сбраживание ведет к увеличению выхода метана на 160,8% в сравнении с мезофильными условиями. Наиболее приемлемым дополнительным субстратом считают пищевые отходы. С увеличением доли этого компонента в субстрате повышается удельный выход метана. Предварительная термическая обработка не отражается на сбраживании пищевых отходов. Термофильное сбраживание после предварительной обработки при 90оС в течение 0,5 час снижает энергозатраты в стоимостном выражении на 43,7% в сравнении с мезофильным процессом без предварительной подготовки.
|
Новый синергетический Fe(II)-Ca(II)-процесс удаления фосфора. Оптимизация извлечения фосфора
Qiu L., Zhang M., Yu X., Zheng P. A novel Fe(II)-Ca(II) synergetic phosphorus removal process: Process optimization and phosphorus recovery. Environ Sci. and Pollut. Res, 2018, v. 25, № 2, рр. 1543-1550.
Разработан новый процесс извлечения фосфора из сточных вод с использованием солей Fe(II) и Ca(II). Установлено, что ионы Fe(II) и Ca(II) характеризуются антагонистическим эффектом при молярном соотношении Fe(II)/Ca(II) менее 1:4, но синергетическим эффектом при значении молярного соотношения больше 1:4. При этом наиболее сильный синергетический эффект наблюдается при значении молярного соотношения 7:3. Оптимальные условия проведения процесса: соотношение Fe(II)/Ca(II)=3:1, молярное соотношение Fe(II)-Ca(II)-комплекс/Р_>1,5:1, рН 7,0-8,0, скорость перемешивания 100-150 об/мин. Стоимость обработки по данной схеме составляет 1,024 $/кг(Р), что на 30% меньше в сравнении с традиционным процессом. Содержание Р2О5 в осадке 32,70%.
|
Влияние солесодержания на эффективность удаление азота и структуру бактериального сообщества в биореакторах CANON с фиксированным слоем насадки с биопленкой
Garsia-Ruiz M. J., Castellano-Hinojosa A., Gonzalez-Lopec J., Osorio F. Effects of salinity on the nitrogen removal efficiency and bacterial community structure in fixed-bed biofilm CANON bioreactors. Chemical Engineering Journal, 2018, v. 347, pp. 156-164.
Сопоставлены показатели удаления азота и структуры микробного сообщества в четырех биореакторах CANON с фиксированным слоем насадки с биопленкой при различном содержании солей в сточных водах 0, 3, 25 и 45 г(NaCl)/л и времени гидравлического задержания 6 и 12 час. Исходное общее содержание азота 250 мг/л. Установлено, что изменение эффективности удаления азота при разных содержаниях солей связано с их воздействием на структуру микробного сообщества. Повышенные концентрации солей отрицательно воздействуют на Candidatus Brocardia и Nitrosomonas и в то же время способствуют развитию Marinobacter. Наблюдается адаптация Анаммокс-бактерий к концентрации NaCl 3 г/л, при этом аммоний- и нитритокисляющие бактерии резко подавляются при концентрациях 25 и 45 г/л. Эффективность удаления общего азота при времени гидравлического задержания 6 час составила 87,68; 64,25; 38,79 и 19,74% при концентрациях солей 0; 3; 25 и 45 г(NaCl)/л соответственно.
|
Оценка токсичности четырех фармацевтических препаратов до и после обработки ферратами (VI)
Patibandia S., Jiang J.-Q., Shu X. Toxicity assessment of four pharmaceuticals in aquatic environment before and after ferrate (VI) treatment. Journal of Environmental and Chemical Engineering, 2018, v. 6, № 4, рр. 3787-3797.
С использованием в качестве тест-организмов Zebrafish и Vibriofischery проведена оценка токсичности симвастатина, ивермектина, флуоксетина и окситетрациклина при концентрациях 10 и 100 мкг/л до и после обработки ферратами (VI). На примере симвастатина показано значительное снижение острой токсичности в результате обработки. При этом сами ферраты источником токсичности не являются.
|
Магнитные дезинфектанты с загруженными Ag(I) или Au(III) в виде полимерной композиции на основе тиомочевины и формальдегида для инактивации патогенных микроорганизмов в водной среде
El-Liethy M. A., Elwakeel K. Z., Ahmed M. S. Comparison study of Ag(I) and Au(III) loaded on magnetic thiourea-formaldehyde as disinfectants for water pathogenic microorganism’s deactivation. Journal of Environmental and Chemical Engineering, 2018, v. 6, № 4, рр. 4380-4390.
Магнитные дезинфектанты синтезированы полимеризацией тиомочевины и формальдегида в присутствии наночастиц магнетита с загруженными Ag(I) или Au(III). Проведены эксперименты по инактивации патогенных микроорганизмов Escherichia coli, Salmonella typhimurium и Psedomonas aeruginosa в качестве грамотрицательных бактерий и Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis и Bacilus subtilis в качестве грамположительных бактерий, а также грибов Candida albicans. Минимальная ингибирующая концентрация дезинфектанта с Ag(I) по отношению к Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus и Candida albicans составляет 1,5; 2,0; 1,5; 1,0 и 2,5 мг/мл (время контакта 40 мин), соответственно, в случае дезинфектанта с Au(III) значения этих показателей составляют 6,0; 4,0; 4,0; 4,0 и 6,0 мг/л соответственно. Дезинфектанты рекомендованы для инактивации патогенных микроорганизмов в воде и сточных водах.
|
Ингибирующий эффект хлортетрациклина в ходе работы схемы нитритация - анаммокс-процесс и стратегия восстановления показателей обработки сточных вод
Yao H., Li H., Zuo L. Inhibitive effects of chlortetracycline on performance of the nitritation-anaerobic ammonium oxidation (anammox) process and strategy for recovery. Journal of Environmental Sciences, 2018, v. 70, pp. 29-36.
Исследовано кратковременное и долговременное воздействие хлортетрациклина на показатели работы схемы нитритация - анаммокс-процесс. Анаммокс-процесс находит все большее практическое применение, в частности при обработке фильтрата полигонов хранения твердых бытовых отходов. При этом существуют целый ряд факторов, осложняющих реализацию процесса, включая наличие в сточных водах антибиотиков, тяжелых металлов и сульфидов, подавляющих активность анаммокс-бактерий. В ходе экспериментов, проведенных в непрерывном режиме продолжительностью 14 сут, по схеме нитритация - анаммокс-реактор при наличии в исходных сточных водах 60 мг/л хлортетрациклина удаление азота снижалось с 0,61 до 0,25 кг(N)/м3сут. При этом показатели работы схемы не удавалось восстановить даже при предварительном удалении хлортетрациклина из исходных сточных вод. Восстановление показателей обработки возможно только со свежим активным илом с повторным развитием анаммокс-бактерий.
|
Предварительная обработка сточных вод, содержащих аммонийный азот, методом осаждения струвита
Dou L.-H., Pu L., Hu Q. Study on pretreatment of ammonium-nitrogen wastewater by MAP precipitation method. Yingyong Huagong (Applied Chemical Industry), 2017, v. 46, № 8, рр. 1510-1513.
Эксперименты проведены со сточными водами химического предприятия с высоким содержанием аммонийного азота. В оптимальных условиях (MgCl2 в качестве источника Mg, рН 10,5, молярное соотношение [Р]:[N] = 1,2) эффективность удаления аммонийного азота составила 85,72%. После осаждения струвита сточные воды направляют на биологическую обработку. Высокая чистота полученного струвита подтверждена сканирующим электронным микроскопом и рентгено-дифракционным анализом.
|
|
