Культивирование микроводорослей для удаления биогенов из сточных вод (обзор)

Аннотация

За рубежом получили довольно широкое распространение исследовательские работы в области культивирования микроводорослей с использованием в качестве субстрата сточных вод. Таким путем обеспечивается удаление биогенных элементов, которые потребляются для роста биомассы, а также некоторых тяжелых металлов и других загрязняющих веществ. Приведено описание технологических схем очистки сточных вод, совмещенных с культивированием микроводорослей, и основные показатели работы очистных сооружений. Рассмотрены три варианта размещения участка культивирования микроводорослей: в конце технологической схемы для доочистки сточных вод от биогенных элементов и получения биомассы в качестве сырья для биотоплива; в начале технологической схемы с возможностью использования для культивирования микроводорослей не только биогенов, но и органического углерода, повышающего выход биомассы; схема, предусматривающая подачу только концентрированного по биогенам раствора после обезвоживания осадка аэробного сбраживания. Микроводоросли могут оказаться ценным сырьем для производства биотоплива, пищевых добавок, удобрений, почвоулучшителей и адсорбентов. Однако для реализации подобных схем требуются значительные производственные площади, поэтому их применение целесообразно для очистных сооружений небольшой производительности или расположенных в небольших городах или в сельской местности. Помимо этого требуется решение ряда технологических проблем. Повышенный интерес к исследованиям в данной области в разных странах мира свидетельствует, что технология очистки сточных вод с использованием культивирования микроводорослей представляет для специалистов перспективное направление.

Ключевые слова

сточные воды , удаление биогенных элементов , биомасса , культивирование микроводорослей , биодизельное топливо

Подробнее...

DOI 10.35776/MNP.2020.01.07
УДК 628.316.12:546.1:665.753.4

Кофман В. Я.

Разработка перспективных способов обработки сточных вод с извлечением энергии в КНР и Индии (обзор)

Аннотация

В КНР ведутся активные исследования по разработке технологии ферментации избыточного активного ила с получением водорода. Процесс анаэробной ферментации состоит из трех основных стадий: гидролиз, образование водорода и кислот, образование метана. На стадии гидролиза происходит образование низкомолекулярных веществ из высокомолекулярного крахмала, волокон и белков. На стадии образования водорода и кислот гидрогеногенные и ацидогенные бактерии ферментируют низкомолекулярные вещества с образованием ряда органических кислот, водорода и диоксида углерода. На стадии образования метана метаногенные бактерии метаболизируют продукты, образовавшиеся на предыдущих стадиях с выделением метана и диоксида углерода. В результате получить водород можно только путем ингибирования активности метаногенных бактерий, не оказывая при этом воздействия на активность гидрогеногенных бактерий. С учетом этих обстоятельств разрабатывают способы интенсификации производства биоводорода. Основные усилия в данной области направлены на поиск штаммов с высокой эффективностью анаэробной ферментации. Другим направлением является выбор способа предварительной обработки активного ила из числа тепловой, кислотной, щелочной, СВЧ-обработки, стерилизации и ультразвуковой обработки. Значительные перспективы связывают с использованием консорциума микроорганизмов и смешанного субстрата, содержащего наряду с осадками сточных вод пищевые отходы, солому или навоз. В Индии получило развитие направление обработки сточных вод различных промышленных производств с получением обогащенной липидами биомассы для последующего производства биодизельного топлива. Исследования проведены с использованием бактерий Rhodococcus opacus, дрожжей Rhodosporidium kratochvilovae и микроводорослей Desmodesmus sp.

Ключевые слова

сточные воды , избыточный активный ил , биодизельное топливо , биоводород , анаэробная ферментация , гидрогеногенные бактерии , бактерии Rhodococcus opacus , дрожжи Rhodosporidium kratochvilovae , микроводоросли Desmodesmus sp. , внутриклеточное накопление липидов