bbk 000000

УДК 628.1/.2(98)

Кофман В. Я.

Водоснабжение и водоотведение в Арктическом регионе: современные технические решения  (обзор)

Аннотация

В Канаде разработана технология очистки сточных вод для небольших изолированных арктических поселений, основанная на эффективной биодеградации органического углерода с использованием комбинации анаэробного метаногенного и микробного биоэлектрохимического процессов, обеспечивающих получение биометана. Микробную электрохимическую деградацию проводят в безмембранном проточном реакторе с биоанодом и биокатодом, работающем при напряжении ниже порога электролиза воды. В лабораторных экспериментах в широком диапазоне мезофильных и психрофильных температур (5–23 °С) достигнута высокая эффективность снижения БПК₅ (90–97%) при остаточном содержании менее 7 мг/л. Энергопотребление составляет 0,6 кВт.ч/кг ХПК. Низкое энергопотребление наряду с производством биометана обеспечивают работу реактора в режиме энергогенерации. Для условий Гренландии разработана схема обеззараживания сточных вод, включающая химическую коагуляцию и обработку перуксусной кислотой и/или ультрафиолетовым излучением. Полная инактивация Escherichia coli достигается при комбинированном использовании ультрафиолетового излучения (2,1 кВт.ч/м³) и пер­уксусной кислоты. Предварительная коагуляция является необходимым условием эффективной инактивации микроорганизмов. В США для г. Фэрбанкс (Аляска) предложена замкнутая схема водоочистки на основе процесса пероксон с повторным использованием воды для питьевых нужд. Большим преимуществом схемы с замкнутым циклом является сохранение 85% воды в системе с сохранением тепловой энергии, полученной от различных водонагревателей. В результате очищенная вода возвращается потребителю теплой, при этом требуется меньше энергозатрат для ее дополнительного нагрева. Кроме того, минерализация органических веществ в окислительном процессе обеспечивает достижение остаточного значения ХПК 0,7 мг/л.

Ключевые слова

сточные воды , обеззараживание воды , водоочистка , ультрафиолетовое излучение , повторное использование воды , Арктический регион , предварительная коагуляция , перуксусная кислота , процесс пероксон , тепловая энергия воды , ана­эробный метаногенный процесс , микробный электро­хими­ческий процесс

Дальнейший текст доступен по платной подписке.
Авторизуйтесь: введите свой логин/пароль.
Или оформите подписку

Список цитируемой литературы

1. Rover J. R., Ji L., Wylie B. K., Tieszen L. L. Establishing water body areal extent trends in interior Alaska from multi-temporal Landsatdata. Remote Sensing Letters, 2012, v. 3, no. 7, рр. 595–604.
2. Ragush C. M., Schmidt J. J., Krkosek W. H. Performance of municipal waste stabilization ponds in the Canadian Arctic. Ecological Engineering, 2015, v. 83, pp. 413–421.
3. Gao H., Scherson Y. D., Wells G. F. Towards energy neutral wastewater treatment: methodology and state of the art. Environmental Science: Processes and Impacts, 2014, v. 16, pp. 1223–1246.
4. LaBarge N., Yilmazel Y. D., Hong P.-Y. Effect of preacclimation of granular activated carbon on microbial electrolysis cell startup and performance. Bioelectrochemistry, 2017, v. 113, pp. 20–25.
5. Tartakovsky B., Kleiner Y., Manuel M.-F. Bioelectrochemical anaerobic sewage treatment technology for Arctic communities. Environmental Science and Pollution Research, 2018, v. 25, no. 33, рр. 32844–32850.
6. Gunnarsdóttir R., Jenssen P. D., Erland J. P., et al. A review of wastewater handling in the Arctic with special reference to pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) and microbial pollution. Ecological Engineering, 2013, v. 50, pp. 76–85.
7. Chhetri R. K., Bonnerup A., Andersen H. R. Combined sewer overflow pretreatment with chemical coagulation and a particle settler for improved peracetic acid disinfection. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2016, v. 37, pp. 372–379.
8. Chhetri R. K, Thornberg D., Berner J., Gramstad R., Ojstedt U., Sharma A. K., Andersen H. R. Chemical disinfection of combined sewer overflow waters using performic acid or peracetic acids. Science of the Total Environment, 2014, v. 490, pp. 1065–1072.
9. Koivunen J., Heinonen-Tanski H. Peracetic acid (PAA) disinfection of primary, secondary, and tertiary treated municipal wastewaters. Water Research, 2005, v. 39, pp. 4445–4453.
10. Chhetri R. K., Klupsch E., Andersen H. R., Jensen P. E. Treatment of Arctic wastewater by chemical coagulation, UV and peracetic acid disinfection. Environmental Science and Pollution Research, 2018, v. 25, no. 33, рр. 32851–32859.
11. Wu T., Englehardt J. D. Mineralizing urban net-zero water treatment: field experience for energy-positive water management. Water Research, 2016, v. 106, pp. 352–363.
12. Hickel K. A., Dotson A., Thomas T. K., et al. The search for an alternative to piped water and sewer systems in the Alaskan Arctic. Environmental Science and Pollution Research, 2018, v. 25, no. 33, рр. 32873–32880.
13. Wu T., Engelhardt J. D., Guo T., et al. Applicability of energy-positive net-zero water management in Alaska: technology status and case study. Environmental Science and Pollution Research, 2018, v. 25, no. 33, рр. 33025–33037.