bbk 000000

УДК 628.35:661.5

Николаев Ю. А., Козлов М. Н., Гаврилин А. М., Кевбрина М. В., Пименов Н. В., Дорофеев А. Г., Агарев А. М., Каллистова А. Ю.

Инновационная энергоэффективная и ресурсосберегающая технология очистки сточных вод от аммония  в анаэробно-аноксидных условиях

Аннотация

Специалистами АО «Мосводоканал» разработаны технологии окисления аммония в бескислородных условиях: двухреакторная для низких температур и однореакторная для 30–37 °С. Технология для работы при температуре 10–25 °С осуществляется бактериями Сandidatus Аnammoxomicrobium moscowii (открыты в АО «Мосводоканал»), прикрепленными к загрузке. Скорость удаления азота составляет 50 г/(м³·сут). Технология для работы с теплыми сточными водами осуществляется новыми бактериями Сandidatus Jettenia moscovienalis, прикрепленными к загрузке; скорость удаления азота составляет 0,47 кг/(м³·сут). Использование проточного режима и стационарного загрузочного материала повышает производительность реак­тора до 0,8 кг/(м³·сут). Ввиду высокой экономической привлекательности и эффективности технологии можно ожидать, что она в ближайшем будущем получит широкое распространение для очистки сточных вод. На разработку промышленной технологии получен грант в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы». Работа выполняется совместно с Федеральным исследовательским центром «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН в структурном подразделении Институт микробиологии имени С. Н. Виноградского. На Люберецких очистных сооружениях Москвы смонтирована, запущена и функционирует пилотная установка с объемом основного реактора 20 м³ для очистки 20 м³/сут фильтрата обезвоживающих центрифуг.

Ключевые слова

отстойник , сточные воды , избыточный активный ил , осадок , анаммокс-процесс , окисление аммония

DOI 000000

УДК 628.169

Кофман В. Я.

Интенсификация производства биогаза при анаэробном
сбраживании избыточного активного ила (обзор)

Аннотация

В процессе биологической очистки сточных вод образуются большие объемы осадков. Среди способов обращения с ними важное место занимает анаэробное сбраживание, сочетающее как возможности производства биогаза, так и предотвращения вторичного загрязнения окружающей среды. Стадией, лимитирующей скорость анаэробного сбраживания, является гидролиз. Распространенный способ увеличения скорости гидролиза и повышения производства биогаза – предварительная обработка осадков, разработка вариантов которой является областью заметной исследовательской активности. Рассмотрены способы химической предварительной обработки осадков (кислотная, щелочная, электрохимическое окисление, озонирование, процесс Фентона, персульфатный процесс, обработка пероксидом кальция), биологической предварительной обработки (двухступенчатый термофильный/мезофильный процесс) и физической предварительной обработки (термический гидролиз, СВЧ-обработка, электрокинетическая дезинтеграция, ультразвуковая обработка, гомогенизация при высоком давлении). Представлены запатентованные технологии предварительной обработки осадков сточных вод и основные производители соответствующего оборудования. В качестве альтернативы традиционному анаэробному сбраживанию рассматривают микробный электролизный элемент, в котором производство метана в процессе электрометаногенеза происходит в присутствии экзоэлектрогенных бактерий. В настоящее время доступны для промышленной реализации целый ряд технологий предварительной обработки осадков сточных вод. В этой связи насущной необходимостью является разработка стандартизированной методики анализа технико-экономических показателей различных систем анаэробного сбраживания с целью выбора оптимального для конкретных условий варианта.

Ключевые слова

избыточный активный ил , анаэробное сбраживание , термический гидролиз , предварительная обработка , кислотная обработка , щелочная обработка , электрохимическая обработка , процесс Фентона , персульфатный процесс , микробный электролизный элемент , электрокинетическая дезинтеграция , ультразвуковая обработка , гомогенизация , СВЧ-обработка

DOI 10.35776/VST.2021.08.05
УДК 628.35

Зубов М. Г., Вильсон Е. В., Обухов Д. И.

Метод совместной очистки хозяйственно-бытовых сточных вод аэропорта и жидких отбросов из биотуалетов самолетов

Аннотация

В состав сточных вод аэровокзалов входят хозяйственно-бытовые и производственные стоки от технологического оборудования пищеблока. Технологические схемы очистки сточных вод аэровокзалов не предусматривают прием и очистку жидких отбросов от биотуалетов самолетов, которые являются высококонцентрированными по показателям ХПК, азот аммонийный, фосфор. Кроме того, они содержат высокие концентрации дезинфицирующих средств, действующим веществом которых являются четвертичные аммониевые соли (ЧАС), токсичные для микроорганизмов. В результате поступления жидких отбросов на действующие очистные сооружения аэровокзала качественные показатели биологической очистки сточных вод значительно ухудшились, также изменились свойства биоценоза биопленки. Целью исследований являлось определение способа снижения концентрации ЧАС до значений, при которых прекращается токсичное воздействие на биоценоз биопленки, и определение соответствующей технологической схемы. Представлен анализ литературных данных по воздействию ЧАС на микроорганизмы активного ила, на основании которого выполнены лабораторные исследования и разработан способ подготовки жидких отбросов из биотуалетов самолетов для последующей их совместной очистки с хозяйственно-бытовыми сточными водами аэропорта. В ходе испытаний определена эффективность сорбции предварительно регенерированным избыточным активным илом загрязняющих веществ, в том числе и ЧАС. Определены технологические параметры процессов, разработана и внедрена эффективная, надежная, простая в эксплуатации технологическая схема совместной очистки хозяйственно-бытовых сточных вод аэровокзала и жидких отбросов биотуалетов самолетов.

Ключевые слова

биологическая очистка , избыточный активный ил , адсорбция , сточные воды аэровокзала , жидкие отбросы из биотуалетов самолетов , четвертичные аммониевые соли , предочистка

bbk 000000

УДК 664:628.381.3.001.2

Губанов Л. Н., Севостьянов C. M., Катраева И. В., Кулёмина С. В., Дёмин Д. В.

Обработка осадков биологической очистки сточных вод предприятий пищевой промышленности

Аннотация

Предложена технологическая схема обработки избыточного активного ила сооружений анаэробно-аэробной биохимической очистки сточных вод предприятий пищевой промышленности с получением из него высококачественного компоста и обеззараживающей аминокислотной композиции.

Ключевые слова:

обеззараживание , сточные воды , биологическая очистка , избыточный активный ил , компостирование , аминокислотная композиция

DOI 10.35776/VST.2022.01.08
УДК 628.355:543.635.355:504.7

Кофман В. Я.

Перспективные направления переработки избыточного активного ила. Получение летучих жирных кислот (обзор)

Аннотация

Среди способов получения из активного ила продуктов с большей добавленной стоимостью, производство которых при этом не связано с выбросом парниковых газов, в качестве реальной альтернативы производству биогаза рассмат­ривают анаэробное сбраживание избыточного активного ила с получением в качестве конечного продукта летучих жирных кислот, которые в традиционном процессе являются промежуточным продуктом получения метана. Рассмот­рены основные факторы, влияющие на показатели производства летучих жирных кислот, в числе которых значение рН, температура, соотношение C/N, продолжительность процесса, нагрузка ферментера по органическим веществам, присутствие микроэлементов. Эффективным способом увеличения выхода летучих жирных кислот является совместное сбраживание избыточного активного ила с субстратами с высоким содержанием органического углерода (пищевые отходы, кукурузная солома, навоз, сточные воды молочного и целлюлозно-бумажного производства, фильт­рат полигонов твердых бытовых отходов), а также способы предварительной обработки: физические (ультразвуковые, микроволновые, термические), химические (щелочная обработка, свободная азотистая кислота, металлическое железо, пероксомоносульфат др.) и биологические (биологические поверхностно-активные вещества, гидролитические ферменты, гидролитические бактерии). Представлены основные области применения летучих жирных кислот, в числе которых получение среднецепочечных жирных кислот, производство полигидроксиалканоатов, белка одноклеточных организмов, электроэнергии, водорода, а также использование в качестве источника углерода в процессе биологического удаления азота.

Ключевые слова

избыточный активный ил , анаэробное сбраживание , электроэнергия , летучие жирные кислоты , полигидроксиалканоаты , белок одноклеточных организмов , среднецепочечные жирные кислоты , водород , дополнительный источник углерода

bbk 000000

УДК 628.336.429:504.009

Керин А. С., Сидоров С. М., Соколова Е. В.

Применение установки «УГОС-110» в технологических процессах обработки осадков сточных вод

Аннотация

Приведены результаты исследований по изучению возможности применения установки «УГОС-110» для повышения эффективности обработки избыточного активного ила в технологических схемах очистки бытовых сточных вод. Обработке подвергался неуплотненный активный ил из вторичных отстойников. В результате исследований установлено, что применение оборудования «УГОС-110» наиболее целесообразно на очистных сооружениях биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод производительностью до 3000 м3/сут. Это позволит повысить степень обезвоживания осадков, сократить расход флокулянта, снизить затраты на оборудование.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , избыточный активный ил , обезвоживание , флокулянт , влажность осадка , уплотнение

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

УДК 628.32
DOI 10.35776/VST.2023.11.08

Кичигин В. И., Юдин А. А.

Экспериментально-статистические модели влагоотдачи обработанного реагентами уплотненного избыточного активного ила

Аннотация

Проверена технология изменения удельного сопротивления избыточного активного ила, взятого после илоуплотнителя городских очистных канализационных сооружений, за счет обработки осадка сернокислым алюминием и полиакрил­амидом (ПАА) дозами от 0 до 300 мг/дм³. Установлена степень влияния каждого реагента на степень обезвоживания ила. Показано, что на процесс влагоотдачи ПАА оказывает большее влияние, чем Al₂(SO₄)₃, в 4,4 раза при дозах реагентов от 0 до 200 мг/дм³ и в 2,2 раза – при дозах от 100 до
300 мг/дм³. Получены математические зависимости изменения удельного сопротивления осадка от количества вводимых в осадок Al₂(SO₄)₃ и ПАА. Математические модели представлены и в графическом виде (изолиниями). Определены оптимальные дозы коагулянта и флокулянта для химической обработки исследуемого осадка сточных вод.

Ключевые слова

избыточный активный ил , удельное сопротивление ила , математическая и графическая модели влагоотдачи ила , оптимальная доза реагентов