УДК 579.695+579.8

Гогина Е. С., Баженов В. И., Соколова К. Н.

Бактериальный состав активного ила: идентификация и визуализация

Аннотация

Цель работы – описание возможностей способа визуализации бактерий активного ила на основе сведений интернет-ресурса для разработки учебных пособий и/или руководств. Рассмотрены современные методы микроскопии бактериального сообщества: оптическая световая, сканирующая электронная (СЭМ), трансмиссионная элект­ронная (ТЭМ), конфокальная (КЛСМ), флуоресцентная гибридизация in situ (FISH), секвенирование нового поколения (СНП). На основе представленных методов приведены примеры бактериальной флокуляции активного ила с внеклеточными и резервными биополимерами. По наибольшей частоте цитирований в специальных справочниках и литературе составлена выборка наиболее типичных бактерий из состава флокул активного ила. Даны примеры визуализации четырех бактерий методами СЭМ, ТЭМ, КЛСМ, FISH: Bacillus subtilis (грамположительная, спорообразующая, факультативно аэробная), Nitrospira defluvii (грамотрицательная, аэробная, хемолитотрофная, нитритокисляющая), Candidatus «Accumulibacter phosphatis» (грамотрицательная, фосфатаккумулирующая), Candidatus «Microthrix parvicella» (грамположительная, нитчатая, актиномицет). Интернет-ресурс к настоящему времени содержит достаточное количество достоверных данных по визуа­лизации бактерий активного ила, их функциональности и свойствам по отношению к ключевым процессам биологической очистки, классификации или таксономии, а также по методам их микроскопического изучения. Реа­лизация возможностей по идентификации бактериального состава активного ила и количественного соотношения гетеротрофной, автотрофной и фосфатаккумулирующей био­массы позволяет выполнять настройку и/или калиб­ровку моделей ряда ASM (например, в программных средах ­GPS-X, BioWin и др.).

Ключевые слова

биологическая очистка , активный ил , фосфатаккумулирующие бактерии , нитчатые бактерии , бактериальный состав , внеклеточные биополимеры , визуализация , идентификация , гетеротрофные бактерии , автотрофные бактерии

bbk 000000

УДК 628.35

Степанов С. В., Степанов А. С., Габидуллина Л. А., Дубов О. В.

Биологическая очистка сточных вод нефтеперерабатывающего завода в биосорбционно-мембранном реакторе

Аннотация

Представлены основные технологические и кинетические закономерности биомембранной и биосорбционно-мемб­ранной очистки сточных вод нефтеперерабатывающих за­водов топливно-масляного профиля. Предложена интенсификация процесса денитрификации путем снижения концентрации растворенного кислорода в потоке циркулирующего активного ила за счет его вакуумирования. По итогам работы пилотной установки вакуумирования показана более высокая эффективность применения биосорбционно-мембранной технологии по сравнению с биомембранным методом. Однократное введение порошкового активированного угля в количестве 1 г/л иловой смеси позволило снизить среднемесячную концентрацию загрязнений в пермеате: по ХПК – с 68 до 49 мг/л, по БПК_полн – с 6 до 3,5 мг/л, по нефтепродуктам – с 0,65 до 0,21 мг/л. Определены кинетические константы процессов удаления основных загрязнений в мембранном и биосорбционно-мембранном реакторах. Установлено, что удельные скорости окисления в биосорбционно-мембранном реакторе превышают аналогичные показатели мембранного биореактора только для хорошо сорбируемых веществ – нефтепродуктов и органических загрязнений, оцениваемых по БПК_полн. Вакуумирование циркулирующего активного ила в течение 5 минут с давлением минус 90 кПа в мембранном биореакторе позволило вдвое снизить концентрацию растворенного кислорода, улучшить седиментационные свойства активного ила (по сравнению со схемой без вакуумной обработки) и обес­печить концентрацию растворенного кислорода в аноксидной зоне мембранного биореактора не выше 0,5 мг/л.

Ключевые слова

сточные воды , нитрификация , активный ил , мембранный биореактор , денитрификация , нефтеперерабатывающий завод , кинетическая константа , активированный уголь , биосорбционно-мембранный реактор

bbk 000000

УДК 628.31:661.5

Морозова К. М., Степанов С. В., Степанов А. С., Соколова Т. В., Солкина О. С., Жукова М. А.

Биологическая очистка сточных вод предприятий молочной промышленности в мембранном биореакторе (часть 1)

Аннотация

Представлены результаты научных исследований в области биологической очистки сточных вод предприятий молочной промышленности. Проведенные в контактных условиях исследования показали, что кинетика окисления загрязнений сточных вод молокозаводов активным илом может описываться уравнением ферментативных реакций для субстратного торможения, причем найденные константы торможения указывают на увеличение токсичности стока после реагентной флотации для процессов биологической очистки. Технология отработана на модельном стоке в пилотной установке мембранного биореактора. Определены кинетические зависимости окисления органических веществ по БПК_полн, нитрификации и денитрификации. Показано увеличение окислительной мощности сооружения в 1,46 раза при повышении концентрации ила с 4 до 10 г/л, что позволяет значительно уменьшить объем сооружений биологической очистки при использовании технологии МБР. В ходе эксперимента на установке МБР и кинетических опытов в контактных условиях были определены коэффициенты ингибирования продуктами метаболизма активного ила для модельного раствора сточных вод для окисления органических веществ по БПК_полн, для нитрификации и денитрификации. Найдена величина температурной константы для аэробной гетеротрофной конверсии, для нитрификации и денитрификации.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , мемб­ранный биореактор , активный ил , кинетические константы , молочный завод

bbk 000000

УДК 628.31:661.5

Морозова К. М., Степанов С. В., Степанов А. С., Соколова Т. В., Солкина О. С., Жукова М. А.

Биологическая очистка сточных вод предприятий молочной промышленности в мембранном биореакторе
(часть 2)*

Аннотация

Рассказано о технологии биологической очистки сточных вод молокозаводов, обеспечивающей выполнение нормативов ПДК рыбохозяйственных водоемов. Приведены результаты экспериментальных исследований на пилотном мембранном биореакторе на реальной сточной воде маслозавода «Пестравский». Получены основные технологические и кинетические параметры процессов биологической очистки сточных вод, необходимые для расчета мембранного биореактора с нитри-денитрификацией, до нормативов ПДК рыбохозяйственных водоемов или требований сброса в канализационный коллектор. Максимальная удельная скорость окисления загрязнений сточной воды молокозаводов V_max при концентрации активного ила 7 г/л и температуре 20 °С составляет 40 мг/(г·ч), константа Михаэ­лиса K_m – 15 мг/л, коэффициент ингибирования продуктами метаболизма  – 0,54 л/г, температурная константа X  для аэробной гетеротрофной конверсии – 0,079 град^–1. По сравнению с традиционными сооружениями использование биомембранной технологии на стадии биологической очистки сточных вод позволяет сократить продолжительность обработки, объемы реакторов и занимаемые площади в 1,4–1,5 раза за счет увеличения окислительной мощности аэрационных сооружений путем повышения концентрации активного ила до 10 г/л, и обеспечить практически полное удаление взвешенных веществ, отказавшись от ступени доочистки. Показана возможность исключения стадии реагентной флотации перед биологической очисткой, что позволяет снизить затраты на дорогостоящие реагенты и упростить технологическую схему.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , активный ил , мембранный биореактор , кинетическая константа , молочный завод

DOI 10.35776/VST.2021.09.06
УДК 628.355.1

Мащенко З. Е., Бахарев В. В., Егорова Ю. А., Нестеренко О. И., Русских Я. М.

Влияние бензилпенициллина натриевой соли на видовой состав биоценоза активного ила

Аннотация

Видовой состав активного ила зависит от множества абиотических и биотических факторов. На сегодняшний день появилась проблема возникновения в сточных водах остатков фармацевтических препаратов, которые негативно влияют на организмы активного ила, осуществляющего биологическую очистку воды. Лекарственными средствами, вызывающими нарушения метаболизма активного ила и приводящими к снижению степени очистки воды, являются антибиотики. Эти вещества снижают выживаемость и размножение некоторых видов организмов, а также приводят к развитию резистентности у бактерий. Приведены результаты исследований по воздействию бензилпенициллина натриевой соли на гидробионты активного ила при однократном и многократном воздействии в течение 72 часов. Проведена оценка общих свойств ила – цвет, запах, возможность вспухания, седиментационные свойства. Для исследования биоценоза ила использовали метод «раздавленная капля» при увеличении ×1000. При анализе микроскопических препаратов учитывали количество гидробионтов активного ила и их общее состояние. В качестве индикаторных организмов использовали следующие виды: амебы голые Amoeba, раковинные Testacea, жгутиковые Flagellata, коловратки Rotaria, инфузории Vaginicola, Epistylis и Aspidisca, черви Nematoda и Oligоchaeta, тихоходки, нитчатые бактерии. Полученные данные свидетельствовали об удовлетворительной работе активного ила в условиях эксперимента. Однако при многократном добавлении бензилпенициллина натриевой соли возможно ухудшение процессов нитрификации.

Ключевые слова

аэротенк , активный ил , биологическая очистка сточных вод , антибиотики , городские очистные канализационные сооружения , бензилпенициллина натриевая соль , гидробионты активного ила

DOI 10.35776/VST.2022.03.05
УДК 628.355

Кевбрина М. В., Гаврилов Д. В., Белов Н. А., Агарев А. М.

Влияние работы вторичных отстойников на эффективность биологической очистки от азота на примере Курьяновских очистных сооружений

Аннотация

В АО «Мосводоканал» проведен промышленный эксперимент на вторичных отстойниках нового блока Курьяновских очистных сооружений г. Москвы с целью определения влияния работы отстойников на эффективность биологической очистки по нитритам. При повышении уровня стояния осадка во вторичных отстойниках в слое осадка на дне отстойника создаются условия для возникновения анаэробных процессов, вызывающих лизис клеток активного ила. В этих условиях в слое ила формируется достаточное количество органического вещества как остаточного, сорбированного на иловом хлопке, так и образующегося при лизисе части клеток, чтобы в присутствии нитратов начался процесс неполной денитрификации с образованием нитритов. На возникновение анаэробных процессов в придонном слое осадка во вторичных отстойниках также влияет концентрация кислорода в иловой смеси, поступающей во вторичные отстойники. Определены технологические параметры работы сооружений, препятствующие снижению качества очистки: регулирование работы вторичных отстойников по нагрузке и по времени пребывания сухого вещества ила, что не допускает долгого пребывания ила в придонном слое, а также поддержание высокой концентрации кислорода в конце аэро­тенков.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , илосос , вторичный отстойник , активный ил , азот нитритов

УДК 628.355.2:631.461.2
DOI 10.35776/VST.2024.10.05

Ван Вайцэ, Макарова С. В.

Влияние температуры на процессы нитрификации в активном иле

Аннотация

Температура является важным фактором, влияющим на эффективность биологического удаления азота активным илом на очистных сооружениях. В экспериментах использовался лабораторный SBR-реактор, активный ил для культивирования был получен из аэротенков городских очистных сооружений. Для определения таксономического состава бактерий активного ила использовался метод высокопроизводительного секвенирования участка ДНК, кодирующего 16S рРНК. Скорость нитрификации определялась при температуре воды 1, 5, 8, 11, 17, 19 и 21°С. Установлено, что в активном иле присутствовали нитрифицирующие бактерии Nitrosomonas spp. и Nitrospira spp., относительная численность которых составляла 0,07% и 0,34% соответственно. Максимальная скорость нитрификации наблюдалась при 21°C и составляла 4,3 мг N–NO₃ на 1г беззольного вещества активного ила в час. Скорость нитрификации уменьшалась с понижением температуры и при 1°C составила 0,3 мг/(г·ч) по N–NO₃. Результаты исследования могут быть использованы в качестве теоретической основы для оптимизации эксплуатации очистных сооружений в районах с низкими температурами для повышения эффективности удаления азота из сточных вод.

Ключевые слова

сточные воды , нитрификация , активный ил , температура , биологическое удаление азота

bbk 000000

УДК 628.356.5

Кевбрина М. В., Козлов М. Н., Дорофеев А. Г.

Вторичные отстойники: сравнение методов расчета
при проектировании и анализ параметров эффективной эксплуатации сооружений

Аннотация

Приведены результаты сравнения методов расчета вторичных отстойников сооружений очистки сточных вод (отечественная методика по СНиП 2.04.03-85, немецкая методика по Germany Standart ATV-DVWK-A131E, американская методика, основанная на теории массовых потоков) на примере модельного сооружения. Показано, что площадь поверхности отстойников, рассчитанная по Standart ATV, имеет более высокие значения по сравнению с расчетами по СНиП и американской методике. Площади поверхностей отстойников, рассчитанные по СНиП и американской методике, очень близки. При этом методика СНиП 2.04.03-85 гораздо проще, и для нее требуется намного меньше исходных параметров, чем в американской методике. Для отечественной практики эксплуатации вторичных отстойников предлагается ввести новый параметр – «нагрузка по сухому веществу на поверхность отстойника», взятый из теории массовых потоков. Этот показатель означает, сколько сухого вещества иловой смеси из аэротенков поступает на единицу поверхности вторичных отстойников за час и соответствует поступающему массовому потоку. Изменением нагрузки по сухому веществу на поверхность вторичных отстойников можно обеспечить нормативное качество очищенной воды по взвешенным веществам. На примере работы действующих отстойников диаметром 54м показана зависимость эффективности осветления от этого параметра.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , иловый индекс , вторичный отстойник , активный ил , методика расчета

bbk 000000

УДК 628.336.5

Николаев Ю. А., Кевбрина М. В., Дорофеев А. Г., Ванюшина А. Я., Агарев А. М.

Высокоэффективная технология метанового сбраживания осадка сточных вод с рециклом биомассы

Аннотация

Представлена технология метанового сбраживания осадка сточных вод с рециклом биомассы, разработанная в МГУП «Мосводоканал». Преимущества технологии заключаются в снижении массы сухого вещества осадка по сравнению с традиционным сбраживанием за счет более глубокого распада беззольного вещества, сокращении затрат на транспортировку, обезвоживание и утилизацию осадка. Внедрение технологии на крупномасштабных объектах позволит решить проблему гидравлической перегруженности сооружений.

Ключевые слова

осадок сточных вод , биогаз , активный ил , рецикл биомассы , метановое сбраживание , сгущение , удельное сопротивление фильтрации

УДК 628.355.3
DOI 10.35776/VST.2024.11.04

Мащенко З. Е., Русских Я. М., Егорова Ю. А., Нестеренко О. И.

Изучение влияния ампициллина на функциональное состояние активного ила при многократном воздействии

Аннотация

Широкое применение антибиотиков в медицине и ветеринарии приводит к увеличению их производства, что способствует появлению и накоплению данных лекарственных средств в окружающей водной среде. Антибиотики, попадая в сточные воды, нарушают деградацию органических веществ микроорганизмами активного ила, что приводит к снижению функционального состояния активного ила, а также способствует развитию полирезистентных штаммов бактерий. В этой связи важно оценить воздействие антибиотиков на гидроэкосистему очистных сооружений. Определение функционального состояния активных илов сооружений биологической очистки возможно с помощью гидробиологического анализа. Гидрохимические показатели активного ила, количественный подсчет организмов активного ила позволяют следить за состоянием процесса биологической очистки сточных вод. Приведены результаты оценки влияния ампициллина на функциональное состояние активного ила при его многократном воздействии. В качестве тест-организмов использовали активный ил очистных сооружений г. Самары. Материалом исследования служил бета-лактамный антибиотик – ампициллин. Антибиотик добавляли каж­дые 24 часа в концентрации 100 мг на 1 г активного ила. Инкубацию активного ила проводили при температуре 25°С в течение 72 часов при постоянной аэрации. Конт­ролем служили пробы активного ила без добавления антибиотика. В ходе эксперимента оценивали гидрохимические характеристики и видовой состав биоценоза активного ила. Показано, что ампициллин при многократном внесении оказывает негативное воздействие на функциональное состояние активного ила, ухудшая его седиментационные свойства и уменьшая видовое разнообразие активного ила.

Ключевые слова

активный ил , антибиотики , ампициллин , видовой состав активного ила , общие свойства активного ила

DOI 10.35776/MNP.2020.01.03
УДК 628.355

Залётова Н. А., Залётов С. В.

Изучение отклика дегидрогеназной активности ила на изменение технологических параметров работы аэротенка

Аннотация

Биологический метод очистки сточных вод представляет собой сложный многокомпонентный процесс, ключевой составляющей которого является работа ферментной системы. Известно, что одним из важнейших ферментов, обеспечивающих биологический процесс, являются дегидрогеназы. Полностью сложнейший механизм действия ферментов до конца пока не раскрыт, однако в практике контроля процессов биологической очистки используется показатель дегидрогеназной активности ила. Результаты исследований позволили дополнить имеющуюся информацию фактическими данными о взаимообусловленности уровня дегидрогеназной активности ила и показателей отдельных технологических параметров биологической очистки. Показано, что режим работы аэротенков (нагрузка на ил, доза активного ила и др.) и величина показателей исходной дегидрогеназной активности и дегидрогеназной активности этого же образца ила со слабо концентрированным раствором (ДАИ_Н2О) связаны между собой и зависят от нагрузки на ил по органическим веществам. Полученные результаты исследования могут быть использованы для контроля биологического процесса очистки сточных вод.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , аэротенк , активный ил , доза ила , дегидрогеназная активность ила , нагрузка на ил по органическим веществам

bbk 000000

УДК 628.356.57.001.5

ШВЕЦОВ В. Н., Морозова К. М., Смирнова И. И., Семенов М. Ю., Лежнев М. Л., Рыжаков Г. Г., Губайдуллин Т. М.

Использование блоков биологической загрузки на сооружениях очистки сточных вод

Аннотация

Представлены результаты лабораторных исследований работы аэротенка с целью технологического сравнения двух новых модифицированных видов блоков биологической загрузки – ББЗ-45П-14 и ББЗ-65П-10, имеющих одинаковую структуру поверхности, но различные геометрические параметры. Показано, что эти биозагрузки могут успешно применяться в аэротенках для иммобилизации микроорганизмов активного ила. Испытания образцов загрузочных материалов проведены при плотности биомассы на биозагрузке 0,3–0,36 кг/кг при эквивалентной концентрации ила в системе 2,3 г/л. Биозагрузку ББЗ-65П-10 предпочтительнее использовать в аэротенках, а ББЗ-45П-14 – в аэротенках с низкой нагрузкой на активный ил, блоках доочистки для дополнительного осветления биологически очищенной воды и биофильтрах для наращивания биопленки. Сравнение результатов испытаний по скорости адгезии активного ила, полученных с новыми видами биозагрузки и ранее испытанной загрузкой ББЗ-65, позволяет заключить, что на более грубой поверхности модифицированных образцов биозагрузки процесс адгезии протекает более интенсивно.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , биофильтр , биологическая загрузка , аэротенк , вторичный отстойник , адгезия , активный ил

УДК 6285.355
DOI 10.35776/VST.2024.06.08

Латыпова Т. В., Зенцов В. Н., Лапшакова И. В., Наумов И. С., Фролов Б. С.

Исследование влияния стоков химического предприятия на адаптацию активного ила городских очистных сооружений

Аннотация

Рассмотрен вопрос влияния разбавленных стоков химического предприятия на биоценоз микроорганизмов активного ила городских очистных сооружений канализации. В исследованиях за основу были приняты сточные воды предприятия «Химволокно» г. Благовещенска с известными концентрациями загрязнений. Были проведены эксперименты на предмет влияния производственных сточных вод на биологическую очистку, а именно, в каких соотношениях возможно смешение этих стоков без оказания вредного воздействия на биоценоз микроорганизмов. Наблюдения за активным илом показывают, что при разбавлении 1:50 угнетение микроорганизмов при подаче стоков в данном соотношении происходит медленнее, чем при подаче стоков с разбавлением 1:10, 1:20, 1:30, 1:40. Такой сток может быть принят на очистные сооружения с постепенной длительной адаптацией к нему биоценоза.

Ключевые слова

активный ил , биологическая очистка сточных вод , биоценоз , химическое предприятие

bbk 000000

УДК 628.336.3

Кофман В. Я.

Как поступают в Европе с осадками очистных сооружений канализации (обзор зарубежных изданий)

Аннотация

Приведен обзор зарубежных источников по вопросам обработки и утилизации осадков сточных вод очистных сооружений канализации. Изложены нормативные требования по регулированию работы очистных сооружений в странах Евросоюза. Приведены общая характеристика осадков сточных вод, методы их переработки (химическая стабилизация, анаэробное и аэробное сбраживание, компостирование, обезвоживание, термическая сушка и др.), способы утилизации (складирование, сжигание, использование в сельском хозяйстве, пиролиз, газификация, мокрое окисление и др.).

Ключевые слова

осадок сточных вод , активный ил , очистные сооружения канализации , тяжелые металлы , органические вещества , утилизация осадков

bbk 000000

УДК 628.35:661.5.63

Козлов М. Н., Мойжес О. В., Николаев Ю. А., Грачев Владимир Анатольевич, Кевбрина М. В., Дорофеев А. Г., Асеева В. Г.

М-Дефанокс – новая многоиловая система удаления биогенных элементов

Аннотация

Разработана новая технология М-Дефанокс для очистки городских сточных вод, обедненных органическим веществом. Метод основан на использовании трех илов и проведении процесса дефосфатации в аноксидных условиях. Технология позволяет эффективно расходовать органическое вещество сточных вод на биологические процессы очистки и обеспечивает удаление азота до 99%, фосфора – 80%, ХПК – 80%, БПК – 95%.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , азот , фосфор , активный ил , биогенные элементы

DOI 10.35776/VST.2022.12.05
УДК 628.35

Андреев С. Ю., Степанов С. В., Стрелков А. К.

Математическое моделирование процесса биологической очистки сточных вод в аэротенке-вытеснителе

Аннотация

Приведены результаты теоретических исследований кинетики процессов биохимического окисления органических загрязнений сточных вод микроорганизмами активного ила. Показано, что величину среднедействую­щей удельной скорости окисления органических загрязнений сточных вод активным илом аэротенка-вытеснителя можно определить, используя теорему о среднем значении непрерывной функции f(L), интегрируемой в некотором промежутке изменения ее переменной от L_н до L_к. Интегрированием уравнения Михаэлиса–Ментен получена математическая модель, базирующаяся на фундаментальных закономерностях ферментативной кинетики, описывающая процесс био­логического окисления органических загрязнений в аэро­тенке-вытеснителе. Использование предлагаемых уравнений позволит определять среднедействующие значения удельных скоростей окисления различных органических загрязнений (БПК, нефтепродуктов, ПАВ, фенолов и др.), расчетную продолжительность аэробных процессов и тем самым оптимизировать процессы проектирования и эксплуатации сооружений биологической очистки сточных вод в аэротенках-вытесни­телях.

Ключевые слова

активный ил , аэротенк-смеситель , удельная скорость окисления , биохимическое окисление , ферментативная кинетика , аэротенк-вытеснитель

DOI 10.35776/MNP.2020.07.07
УДК 628.356.5

Кевбрина М. В., Новиков С. Н.

Метод анализа работы вторичных отстойников для оптимизации эксплуатации (в порядке обсуждения)

Аннотация

По результатам лабораторных тестов по определению скорости оседания частиц иловой смеси аэротенка канализационных очистных сооружений построены кривые гравитационного массового потока, рассчитанные двумя способами. На примере иловой смеси экспериментального аэротенка Люберецких очистных сооружений Москвы изложен метод анализа работы вторичных отстойников State Point Analysis, основанный на теории массовых потоков. Этот метод позволяет оценить работу вторичных отстойников для принятия оперативного решения по оптимизации их эксплуатации. Показатель «нагрузка по сухому веществу на поверхность вторичных отстойников» предлагается ввести в практику эксплуатации вторичных отстойников как еще один инструмент для регулирования их работы. Этот параметр показывает, сколько сухого вещества иловой смеси из аэротенков поступает на единицу поверхности вторичных отстойников за один час, и соответствует поступающему массовому потоку. Приведена зависимость концентрации взвешенных веществ в очищенной воде от нагрузки по сухому веществу и илового индекса. Изменением нагрузки по сухому веществу на поверхность вторичных отстойников можно обеспечить нормативное качество очищенной воды по взвешенным веществам.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , иловый индекс , аэротенк , вторичный отстойник , активный ил

bbk 000000

УДК 628.17.001.4

Ломинога О. А., Агапов Д. В., Келль Л. С.

Минимизация выделения фосфорсодержащих загрязнений при обработке осадков сточных вод

Аннотация

Для оздоровления бассейна Балтийского моря необходимо решить задачу по снижению содержания в очищенных сточных водах биогенных элементов, особенно фосфора. Не менее важно предотвратить выделение связанного фосфора при последующем обезвоживании активного ила. Показано, что минимизировать процессы выделения фосфора при обез­воживании осадков и предотвратить вторичное загрязнение сточной воды можно путем раздельного проведения процесса уплотнения активного ила и сырого осадка, а также сведением к минимуму времени пребывания смеси уплотненного активного ила и сырого осадка перед их последующим механическим обезвоживанием.

Ключевые слова

биологическая очистка , дефосфатация , активный ил , эвтрофикация водоема , вторичное загрязнение , обезвоживание осадков

УДК 628.35
DOI 10.35776/VST.2024.12.05

Рожков В. С., Нездойминов В. И., Васильева Ю. В.

Моделирование систем биологической очистки сточных вод с одновременной нитри-денитрификацией с помощью ASM3P-2SND
(в порядке обсуждения)

Аннотация

Рассмотрены вопросы математического моделирования систем биологической очистки сточных вод с активным илом на основании эмпирических уравнений. Отмечено, что существующие подходы к имитационному моделированию имеют недостатки, затрудняющие описание биологических процессов с активным илом в сооружениях, где протекает одновременная нитри-денитрификация. Предложена усовершенствованная математическая модель ASM3P-2SND для очистки городских сточных вод активным илом. Указанная модель дополнительно учитывает преобразования соединений фосфора при жизнедеятельности автотрофов и гетеротрофов, описывает взаимные преобразования окисленных форм азота – нитратов и нитритов, а также может быть адаптирована для учета диффузионных ограничений проникновения субстрата и кислорода в хлопок активного ила в биореакторах с одновременной нитри-денитрификацией. Выполнена проверка на сходимость, настройка и калибровка предложенной модели на действующих сооружениях с одновременной нитри-денитрификацией, а также в полупромышленных условиях очистки сточных вод в эрлифтных биореакторах. Установлено, что предложенная модель активного ила ASM3P-2SND достаточно адекватно описывает процессы биологической очистки с одновременной нитри-денитрификацией и способна учитывать диффузионные ограничения проникновения кислорода и раст­воренного субстрата в хлопок активного ила. Качественно установлена зависимость предложенных для адаптации модели коэффициентов диффузионных ограничений от крупности хлопка активного ила.

Ключевые слова

биологическая очистка , одновременная нитри-денитрификация , активный ил , имитационное моделирование , модель ASM3P-2SND

УДК 628.355:004.942
DOI 10.35776/VST.2023.12.06

Ермолин Ю. А.

О математическом моделировании процесса биологической очистки сточных вод (в порядке обсуждения)

Аннотация

В основе технологий биологической обработки сточных вод на очистных сооружениях лежит процесс взаимодействия органического загрязнителя и активного ила. Предложена математическая динамическая модель такого процесса, которая представляет собой систему из двух нелинейных дифференциальных уравнений, в количественной форме показывающих, как протекает процесс очистки во времени. При формировании модели подробно приводятся соображения и аргументы физического характера по включению в ее состав каждого члена. Обсуждаются условия, при которых может быть использован паллиативный вариант разработанной модели – ее линеаризованная версия. Как результат расчетов по ней, для некоторых ситуаций получены аналитические выражения, связывающие параметры протекания процесса очистки с характеристиками органического загрязнителя и активного ила.

Ключевые слова

очистка сточных вод , активный ил , органический загрязнитель , динамическая математическая модель , линеаризация , аналитические результаты