В онлайне: 2 (гостей - 2, участников - 0)  Вход | Регистрация

 

УДК 628.3

Особенности изъятия фосфора в системах очистки сточных вод с затопленными эрлифтными биореакторами

 

Васильева Ю.В., ассистент

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры

 

Рассмотрены вопросы очистки сточных вод с биореакторах с затопленной эрлифтной системой циркуляции в части возможности биологического изъятия соединений фосфора. Установлено, что высокая эффективность нитри-денитрификации в таких сооружениях может повысить эффективность биологического накопления фосфора за счет более интенсивного развития фосфор-аккумулирующих микроорганизмов.

 

В настоящее время наиболее актуальным вопросом, с точки зрения воздействия на водные объекты станциями биологической очистки сточных вод, является удаление соединений азота и фосфора. [1,2].  Наиболее изученными являются особенности удаления органических примесей [4], несколько меньше- соединений азота. Закономерности удаления фосфора все еще остаются актуальными для научных исследований. 

Связано это в первую очередь с особенностями биохимического преобразования соединений фосфора. Органические соединения разлагаются в процессе очистки до углекислого газа и воды, соединения азота – принимают летучую форму N2. Фосфор же остается в системе практически в неизменном виде - в форме орто и полифосфатов.

В классических схемах очистка от соединений фосфора предусматривается с помощью технологии улучшенного биологического удаления фосфора (EBPR – рис. 1) [1, 5, 8].

 

Рис. 1 – Схема процесса EBPR [7]

 

 Этот подход подразумевает культивирование в системах очистки особого биоценоза микроорганизмов – фосфор-аккумулирующих бактерий (PAO), способных накапливать во внутриклеточном пространстве большее количество фосфора, чем все иные виды бактерий. При выводе избыточного активного ила из системы, в этом случае появляется возможность обработать химическими реагентами только надиловую воду для доочистки по фосфатам, что значительно снижает затраты на очистку сточных вод.

Однако, технология улучшенного биологического удаления фосфора имеет ряд мешающих факторов в практике очистки городских сточных вод [6,7]:

  • Наличие денитрифицирующих микроорганизмов, что приводит к росту нитратов, снижению щелочности и рН сточных вод. Эти факторы ингибируют рост PAO, что приводит к конкурентному подавлению в скорости потребления органического вещества;
  • при наличии ацетата и пропионата в качестве преобладающего источника углерода наблюдаться рост гликоген-аккумулирующих микроорганизмов, которые также конкурируют с PAO и могут снижать эффективность биологического изъятия фосфора.

Одним из направлений по улучшению удаления фосфора является предварительное снижение нитратов в сточных водах путем повышения эффективности денитрификации. Весьма эффективно этот процесс происходит в технологии с симультанной нитри-денитрификацией в биореакторах с затопленной эрлифтной системой циркуляции, где происходит чередование 3 зон [2,3]. Особенностью систем с такой циркуляцией является наличие быстро сменяющихся зон с различной степенью насыщения кислородом и субстратом [3].

Так как ацетат и пропионат являются субстратом для роста и гликоген-аккумулирующих микроорганизмов, и PAO, то в качестве решения вопроса конкуренции с гликоген-аккумулирующими микроорганизмами возможно применение схем без первичного отстаивания. В этом случае образующегося количества ЛЖК (летучих жирных кислот) будет достаточно для роста РАО.

В рамках поисковых исследований выполнена проверка схем с частой сменой аэробных-аноксичных зон (что наблюдается в аэротенках с затопленной эрлифтной системой циркуляции) с помощью распространенного подхода ASM+Bio-P [9].

Теоретические эксперименты показали, что данная модель не в полной мере учитывает частую смену зон с различной величиной аэробности. Кроме этого, задавая расчетной программе объемы аэробной и аноксичной зон, необходимо учитывать наличие постоянных аноксичных зон внутри хлопка активного ила при симультанной нитри-денитрификации. Это следует из сравнения степени очистки по нитрату в реальных нитри-денитрификаторах со степенью очистки по нитрату в системах с эрлифтной циркуляцией [3] и результатов модельного теоретического расчета.

Таким образом, можно сделать следующие выводы:

1. Применение биореакторов с эрлифтной затопленной системой аэрации может повысить эффективность процесса биологического удаления фосфора в целом за счет более глубокого удаления нитратов относительно классических схем.

2. При расчете систем симультанной нитри-денитрификации в аэротенках с затопленной эрлифтной системой аэрации следует учитывать наличие аноксичных зон в хлопке активного ила. Соответственно, расчетные схемы таких сооружений должны быть откорректированы.

 

Библиографический список

  1. ИТС 10 – 2015, очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов, Москва, Бюро НДТ, 2015.
  2. Нездойминов В.И. [и др.] Концепция биологической очистки сточных вод с эрлифтными биореакторами. - Новочеркасск: Лик, 2018. – С. 57-61.
  3. Нездойминов В.И. Одноиловая нитрификация денитрификация в биологических реакторах с затопленной эрлифтной системой аэрации: дис. … д-ра.техн.наук. Макеевка-2012. – 280 стр.
  4. Гогина Е.С. Удаление биогенных элементов из сточ-ных вод.М.: МГСУ, 2010. – 120 с.
  5. Standard ATV-DVWK-A 131E. Dimension of Single-Stage Activated Sludge Plants. — 2000. — 57 p.
  6. Henze M. et al. (ed.). Biological wastewater treatment. – IWA publishing, 2008.
  7. van Loosdrecht M. C. M. et al. (ed.). Experimental methods in wastewater treatment. – IWA publishing, 2016.
  8. Долина Л.Ф. Очистка сточных вод от биогенных элементов.М.: Континент, 2011. - 198с.
  9. Рожков В.С., Васильева Ю.В. Сравнение подходов к моделированию биологической очистки сточных вод в Украине и других странах // Сборник статей 5ой Восточно-Европейской конференции «Опыт и молодость в решении  водных проблем» IWA..  - Киев- 2013 : 2013 - С. 344-351.

 

Разделы конференции »

  1. Единый государственный реестр недвижимости и земельно-имущественные отношения
  2. Мониторинг природных ресурсов и охрана окружающей среды
  3. Комплексное использование природных ресурсов
  4. Современные вопросы геологии
  5. Физика горных пород
  6. Новые технологии в природопользовании
  7. Применение современных информационных технологий
  8. Экономические аспекты недвижимости
  9. Мониторинг использования объектов недвижимости
  10. Топографо-геодезическое обеспечение кадастровых работ
  11. Современные технологии в профессиональном образовании