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