научная статья по теме ВОПРОСЫ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ГЛУБОКОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ В АЭРОТЕНКАХ Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук

Текст научной статьи на тему «ВОПРОСЫ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ГЛУБОКОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ В АЭРОТЕНКАХ»

Естественные и технические науки, № 6, 2015

Гульшин И.А., зав. лабораторией Пантелеева Я. С.

(Московский государственный строительный университет)

ВОПРОСЫ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ГЛУБОКОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ В АЭРОТЕНКАХ

В статье авторами приведен краткий обзор современных технологий глубокой биологической очистки сточных вод в аэрационных сооружениях. Обозначены наиболее перспективные по мнению авторов методы повышения качества очистки и снижения воздействия на водоемы.

Ключевые слова: очистка, сточные воды, биологические методы, азот, аэротенк, биофильтр.

OPTIMIZATION OF INTEGRATED WASTE WATER TREATMENT

IN AERATION TANKS

Authors of the article made a review of up-to-date methods of integrated biological treatment of waste water in aeration facilities.

Keywords: treatment, waste water, biological methods, nitrogen, phosphorus, aeration tank, biofilter.

В современном мире задача обеспечения качества питьевой воды - задача из разряда самых насущных. Антропогенное воздействие на водоемы в Российской Федерации на сегодняшний день, возможно, ниже, чем в других странах, однако потребление растет, запасы же пресной воды, соответственно, сокращаются. Кроме того, нельзя забывать и о влиянии тех сточных вод, которые попадают в водоемы после очистки недостаточного качества. Таким образом, следует говорить о решении задачи оптимизации водопользования, что непосредственным образом влияет на экологическое равновесие системы, в которую входят не только водные объекты, но и почвы, воздух и т.д.

Главными источниками водоснабжения населенных пунктов РФ являются поверхностные пресные водоемы - реки, озера и т.д. Среди мер по защите данных водоемов необходимо отметить предотвращение попадания загрязняющих веществ и соединений в целом, и фосфора и азота - биогенных элементов - в частности. Эвтрофикация или зарастание водоемов является следствием присутствия в воде избыточного количества содержащих данные элементы соединений, что ведет к росту растительности водоема и одновременно создает условия, крайне отрицательно влияющие на фауну водоема вплоть для ее исчезновения.

Одним из основных источников попадания в водоем веществ, которые содержат азот или фосфор, являются сточные воды после их очистки. Соответственно, напрашивается вывод, что чем выше будет качество изъятия из сточных вод на очистных станциях указанных соединений, тем меньше их будет попадать в водоем. Накопленный опыт ученых разных стран, в том числе и российских, и многократные исследования говорят в пользу того, что методы глубокой биологической очистки являются приоритетными для решения данного круга задач. А поскольку большинство из них реализуется в аэрационных сооружениях, то основное внимание ученых обращено именно на них.

Методы и технологии, применимые в области глубокой биологической очистке сточных вод могут быть классифицированы по следующим способам их практического воплощения. По количеству ступеней очистки можно выделить одно- и двухступенчатая схемы. Односту-печнатая схема подразумевает использование либо аэрационного, либо биофильтрационного сооружения, во второй схеме задействованы оба типа сооружения. Едва ли не самым главным элементом всех систем биологической очистки является биоценоз микроорганизмов -активный ил, соответственно системы очистки также могут быть рассмотрены с точки зрения количества формирующихся илов: одноиловые и двух-, трехиловые. В системах с раздельной культурой во взвешенной фазе - двух- и трехиловых - очистка от органических ве-

Естественные и технические науки, № 6, 2015

ществ и процессы нитри-/денитрификации проходят с помощью особых илов, и каждая стадия оснащена отдельным вторичным отстойником. При этом стадийность может быть различной. Еще одним возможным принципом классификации является зонирование систем на одну, две или три зоны. Кроме того, в системах глубокой биологической очистки может присутствовать не только активный ил не только во взвешенном, но в прикрепленном виде на различных загрузочных материалах - плавающем, плоскостном и других.

Важно помнить, что для сточных вод различного происхождения может потребоваться применение принципиально разных по реализации схем очистки, таким образом исходные данные напрямую влияют на компоновку очистных сооружений. Так, в частности, для очистки сточных вод химических производств и животноводческих предприятий отечественными специалистами было предложено и запатентовано изобретение, которое относится к области биологической очистки сточных вод от органических соединений и азота. Формула изобретения подразумевает совместную подачу аммоний- и нитратсодержащих сточных вод на стадию анаэробной денитрификации, после чего сточная вода поступает на обработку в аэробных условиях. Изобретение также предусмотрена рециркуляция нитратсо-держащего потока и отделенного активного ила в анаэробную стадию из аэробной, при этом отношение количества рециркулирующего нитратсодержащего потока к поступающей воде поддерживается в диапазоне от 3:1 до 5:1.[3] Кроме того, российскими учеными был рассмотрен и предложен метод очистки, осуществляемый в аэротенке с установленными в нем перегородками-ферментаторами из сетчатых материалов, являющиеся одновременно и контактными носителями и регуляторами видового разнообразия биоценоза. Принцип действия данной перегородки подразумевает формирование стабильного слой специфических микроорганизмов на сетчатом материале, который позволяет осуществить процессы глубокой нитрификации или денитрификации, в зависимости от условий и назначения зоны, где она установлена. Однако при более детальном рассмотрении можно сделать вывод, что его осуществление достаточно проблематично из-за сложностей, возникающих при эксплуатации биологической системы.

Одними из самых перспективных способов в области оптимизации работы систем глубокой биологической очистки в настоящий момент представляется применение загрузочного материала в системах со взвешенной культурой активного ила. Данный метод делает возможным уменьшение площади аэрационных сооружений, при этом количество активного ила, которое в текущий момент находится в системе, увеличивается. Также учеными отмечается устойчивость биоценоза в целом при реализации такого подхода, что говорит о стабильности качества очистки сточных вод.

Актуальность проблем и задач в области экологии во всем мире растет с каждым годом. И на пути их решения нет возможности обойти стороной вопросы рационального водопользования, что означает помимо прочего постоянное внедрение все более совершенных технологий для решения широкого спектра задач: снижение потребления чистой воды, увеличение использование оборотной воды, развитие технологий обработки образующихся стоков и т. д.

ЛИТЕРАТУРА

1. Макиша Н.А., Смирнов Д.Г. Глубокое удаление аммонийного азота из сточных вод с применением плавающего загрузочного материала // Интернет-Вестник ВолгГАСУ. 2012. № 3 (23). С. 2.

2. Гогина Е.С., Гульшин И.А. Опыт эксплуатации одноиловой системы денитри-нитрифика-ции в аэротенках // Промышленное и гражданское строительство. 2013. № 10. С. 65-68.

3. Пат. 2210549 Россия, МПК7 С 02 Б 3/30 // (С 02 Б 3/30) Швецов В. Н., Морозова К. М., Нечаев И. А., Пушников М. Ю. № 2002110305/12; Заявл. 18.04.2002; Опубл. 20.08.2003. Рус.

EcmecmeeHHbie u mexHunecKue HayKu, № 6, 2015

4. Nikolay Makisha, Elena Gogina. Floating feed in ammonium removal // Applied Mechanics and Materials. 2013. Vol. 361-363, pp. 632-635.

5. Nikolay Makisha, Olga Yantsen. Laboratory modeling and research of waste water treatment processes in biofilters with polymer feed // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vols. 587589, pp.640-643.

6. E.S. Gogina, I.A. Gulshin. The single-sludge denitri-nitrification system in reconstruction of wastewater treatment plants in the Russian Federation. Applied Mechanics and Materials. 2014. Vols. 580-583, pp. 2367-2369

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком