Доочистка сточных вод: Доочистка сточных вод

Доочистка сточных вод

Системы доочистки сточных вод, разрабатываемые и выпускаемые компанией «Флотенк», предназначены для того, чтобы удалять из стоков остающиеся в них после сепарации механических примесей, масел и жиров биологические загрязнения и осуществлять их обеззараживание. Установки доочистки сточных вод используются в составе очистных сооружений как хозяйственно-бытовых, так и промышленных стоков. Нашей компанией производятся биофильтры FloTenk-BF и УФ-обеззараживатели FloTenk-UF. В них используются различные методы доочистки сточных вод, и они выполняют различные функции, дополняя друг друга.

Биофильтры доочистки сточных вод

Этот блок доочистки сточных вод нашей компанией изготавливается из стеклопластика методом машинной намотки. Он представляет собой прочную, долговечную водонепроницаемую цилиндрическую емкость, а в его конструкцию, помимо корпуса, входят:

• Входной патрубок;
• Выходное отверстие с заглушкой;
• Насос;
• Инертная загрузка (керамзит).

В эти фильтры доочистки сточных вод стоки поступают через входные патрубки, после чего равномерно распределяются по поверхности керамзита, играющего роль инертной загрузки. В результате этого образуется многослойная биопленка, состоящая из колоний бактерий различных видов. Именно они в процессе своей жизнедеятельности разлагают примеси биологического происхождения. Кроме того, по мере того, как стоки просачиваются через слой керамзитной подсыпки, происходит анаэробное окисление водорода и углерода, в результате которого образуется вода и аммонийный азот. Последний в дальнейшем доокисляется сначала до нитритов, а потом и до нитратов.

Ультрафиолетовое обеззараживание сточных вод

Доочистка сточных вод на биофильтрах весьма эффективна, однако она не решает проблемы их обеззараживания. Для решения этой задачи сооружения доочистки сточных вод от компании «Флотенк» оснащаются установками FloTenk-UF. Стоки, попадающие в них, подвергаются обработке ультрафиолетовым излучением, в результате чего уничтожаются содержащиеся в них бактерии и другие микроорганизмы. Следует особо отметить, что при этом в сточные воды не используются химические реактивы, и поэтому, в отличие от обеззараживания хлорирование, не образуется дополнительных примесей.

Доочистка сточных вод

Помимо обыкновенной очистки стока в канализационных системах довольно часто необходима и дополнительная очистка, которая получила название «доочистка». Название это вполне оправданное, поскольку такая очистка сточных вод является более глубокой и тщательной, нежели обыкновенная. На первом этапе сточные воды очищаются только биологически, а на втором производится сама доочистка. Благодаря ей в стоке уменьшается содержание фосфора, азота, взвешенных вещества, снижаются такие величины, как ХПК и ВПК, производится насыщение воды кислородом.

Таким образом, доочистка нам дает совершенно безопасную воду, которую можно повторно использовать в производственных процессах. Именно поэтому доочистка весьма популярна на средних и крупных предприятиях.

Естественно, дочищенная вода не может быть полностью лишена вредных веществ: они лишь сводятся к минимуму посредством тщательной фильтрации. Поэтому не стоит думать, что вода, пройдя дополнительную очистку, может стать пригодной для питья. Очищенный сток снова пускают в производство, чтобы сэкономить природные водные ресурсы, а также исключить дополнительные денежные затраты.

В процессе доочистки сточных вод принято использовать фильтры различной конструкции. В результате такой фильтрации на выходе мы получаем воду с содержанием минимального количества нефтепродуктов, фосфора, азотных соединений, взвешенных веществ и прочих загрязнений, с которыми вода попадает в канализационную систему. Фильтры могут быть самыми разными, однако обязательным является наличие в них барабанной сетки. Фильтруемая вода поступает в барабан через входной патрубок. На каждой из сеток остается часть загрязнений, которые были отделены от обрабатываемой воды в ходе фильтрации. Такие сетки задерживают особо крупные загрязнения. Очищенная вода скапливается в специальной камере, после чего направляется на последующие сооружения для завершающей фильтрации. На последнем этапе доочистки вода насыщается кислородом. Для этого используется быстроток-аэратор.

В зависимости от того, какая вода будет отправляться на доочистку, предприятие должно остановиться на определенном типе фильтра. Так, исходя из установленных требований к качеству сточных вод, которые направляются на доочистку, выделяют фильтры с различными конструкциями. Среди них:

1. Согласно потоку воды: конструкции с восходящим или нисходящим потоком.

2. Однослойные и двухслойные.

3. Согласно способу загрузки: конструкции с подвижной загрузкой, аэрируемые, каркасно-засыпные, с плавающей загрузкой.

Фильтрующий материал также используют самый разный. Это может быть гравий, кварцевый песок, гранулированный доменный шлак, гранитный щебень, горелые породы, антрацит, полистирол, керамзит и шунгизит. От выбора фильтрующего материала будет зависеть качество доочистки воды.

Так, каркасно-засыпной фильтр относится к многослойным. В нем фильтрация воды производится в том направлении, в котором уменьшаются зерна загрузки. Конструкция данного фильтра очень схожа по своему строению с конструкцией простого скорого фильтра, который характеризуется нижним отводом промывных вод и их нисходящим движением. Подача воды в таком фильтре осуществляется по желобам, которые образуют целую систему. При этом дренажная система представляет собой дырчатые трубы. В качестве фильтрующего материала используется гравий или же гранитный щебень. Для заполнения межпорового пространства можно применить песок, шлак, мраморную крошку, керамзит или же антрацит. Из плюсов каркасно-засыпного фильтра стоит отметить высокое качество фильтрации, возможность работы в режиме беспленочной доочистки, а также высокую грязеемкость загрузки.

Однако в доочистке стока канализационной системы нередко применяются и микрофильтры, установки пенной флотации и фильтры с плавающей загрузкой. Установки пенной флотации, к примеру, используются для доочистки воды от поверхностно-активных веществ. А вот сорбционные и коагуляционные установки применяются для доочистки сточных вод от особых трудноокисляемых примесей.

Озонаторные установки можно также применять в сочетании с обыкновенными фильтрами. Известно, что обработанная озоном вода полностью стерильна (озон обеззараживает воду), лишена какого-либо запаха, мутности и цвета. Доочистка стока от фосфора и азота необязательна, однако необходима, когда вода на выходе будет перенаправлена в систему оборотного водоснабжения предприятий, где может начаться биологическое обрастание аппаратов и трубопроводов. Подобная доочистка нужна и в том случае, если при сбросе сточных вод возникает риск появления эвтрофикации водоемов. Чтобы удалить из сточных вод соединения фосфора чаще всего применяется реагентный метод. Реагентами могут выступить сернокислый алюминий, сернокислое железо и известь.

Биологически очищенные сточные воды, как правило, вмещают в себя азот в форме нитратов, нитритов, а также солей аммония. Чтобы избавиться от подобных соединений азота в наше время применяются не только биологические, но и физико-химические методы. Известными биологическими методами удаления соединений азота считаются нитрификация и денитрификация воды. Физико-химическими методами являются ионный обмен, отдувка аммиака, хлорирование с дальнейшей адсорбцией активным углем, электролиз, озонирование, обратный осмос, химическое восстановление, электродиализ и дистилляция.

Сама интенсивность доочистки, как правило, характеризуется скоростью фильтрации в м/ч. Эта скорость является соотношением расхода фильтруемой воды к общей площади фильтрующего слоя. Через этот слой доочистка происходит под влиянием разности давлений: на входе в фильтр давление одно, а на выходе – другое.

Доочистка сточных вод НПЗ

Экологическое законодательство Российской федерации предусматривает жесткие требования к качеству сточных вод, попадающих в природные экосистемы. Это влечет необходимость при проектировании и строительстве новых очистных комплексов предусматривать добавочные стадии очистки — так называемую доочистку. В отечественной практике применяют разнообразные

методы доочистки сточных вод:

• дополнительная биологическая очистка;
• фильтрование через активированный уголь или другие сорбенты;
• уф-обеззараживание и проч.

Биологические пруды

Разновидность биологической очистки, максимально приближенная к естественным процессам самоочищения в природных водоемах. На нефтеперерабатывающих предприятиях может применяться как метод доочистки сточных вод.

На биологическом пруду может осуществляться естественная или искусственная (принудительная) аэрация. Пруд подразделяется на три последовательные ступенчатые секции, каждая из которых осуществляет свою стадию очистки:

• отстойник;
• основной окислитель;
• стабилизатор.

Естественные процессы самоочищения в биологических прудах идут медленно, что сказывается на времени пребывания в них воды — от нескольких дней до года.

Недостаток прудов с естественной аэрацией — необходимость занимать большую площадь (при глубине пруда 2-3 метра). Искусственная аэрация снимает необходимость большой площади биологического пруда, повышает эффективность биологических процессов, наполовину уменьшает время пребывания сточной воды на очистке.

Недостатки очистки в биологических прудах:

• Невысокая мощность биологического окисления.
• Сезонный характер работы (до замерзания).
• Колебания по качеству очистки.
• Необходимость отчуждать значительные площади под пруды.
• Неуправляемость процесса.
• Затруднения в процессе очистки.

Биологические пруды не способны обеспечить бесперебойную очистку сточных вод с сохранением ее качества.

Если требования к качеству очищенной воды жесткие, то после биологической очистки сточные воды необходимо отправлять на доочистку фильтрованием или флотацией. Флотацию ведут с использованием катионных коагулянтов.

Сорбционные методы

Фильтрование через сорбционные материалы наиболее эффективно для очистки сточных вод НПЗ от нефтепродуктов в эмульгированном или растворенном состоянии.

В настоящее время для очистки нефтесодержащих стоков применяют разнообразные сорбенты:

• активированный уголь,
• торф,
• керамзит,
• перлит,
• силикагель,
• цеолиты,
• опилки,
• сапропель,
• сланцы,
• полимерные сорбенты (полипропилен, полиуретан, тефлон).

Активированный уголь в гранулах — самый распространенный фильтрующий материал в практике очистки нефтесодержащих стоков.

Высокоактивные активированные угли промышленного назначения стоят дорого, поэтому их подвергают регенерации и повторному использованию.

Различают три метода регенерации активированных углей — химический, низкотемпературный, термический.

Методы регенерации сорбентов относят к энергозатратным и дорогостоящим процессам, которые требуют специального оборудования. А сорбенты с пористым строением, кроме того, малопрочные, и теряют свою массу при многократных промывках.

В настоящее время осуществляется поиск новых эффективных сорбентов, лишенных недостатков классических фильтровальных материалов. Опыты ведутся с отходами целлюлозно-бумажных, нефтяных и нефтехимических производств.

Мембранное фильтрование

Процесс мембранного разделения ведется через тонкую фильтрующую перегородку толщиной в десятые доли миллиметра. Мембрана отличается высокой пористостью и, по сути, является полупроницаемой.

Через мембрану разделяются частицы размером от 0,0001 до 10 мкм.

Мембрана является полупроницаемым барьером, который избирательно пропускает одни растворенные частицы и задерживает другие. В зависимости от свойств и характеристик методы фильтрующей мембраны подразделяют на

• микрофильтрацию,
• ультрафильтрацию,
• нанофильтрацию,
• обратный осмос,
• диализ и
• электродиализ.

Обратный осмос — финишный этап любой водоочистки. При очистке сточных вод химических и нефтехимических производств этот метод позволяет извлекать из раствора ионы растворенных солей.

Финальная доочистка сточных вод с нефтепродуктами в эмульгированном состоянии ведется при помощи метода ультрафильтрации.

Ультрафильтрационные мембраны могут входить в состав мембранного биореактора (МБР) или быть частью систем очистки высокого давления. Метод ультрафильтрации удаляет из воды взвешенные вещества и коллоиды, тяжелые металлы, растворенные органические вещества, бактерии и даже вирусы.

Сточная вода нефтеперерабатывающего производства, прошедшая дополнительную очистку методом ультрафильтрации, приобретает высочайшие показатели качества, полностью устраняется мутность и факторы микробиологического загрязнения.

Достоинства метода ультрафильтрации:

• Компактные, несложные по конструкции установки.
• Высокая эффективность очистки по заявленным веществам, бактериям и вирусам.
• Простота в обслуживании.
• Установки могут работать полностью в автоматическом режиме.
• Нет необходимости в реагентах и реагентном хозяйстве.
• Относительно невысокое энергопотребление.
• Минеральный состав очищаемой воды не меняется в процессе очистки, концентрации солей не возрастают.

Внедрение мембранных технологий очистки воды в область промышленной экологии идет быстрыми темпами. Этому способствует регулярное появление новых видов мембран и все более и более совершенных технологий очистки. Можно с уверенностью утверждать, что за технологиями мембранной фильтрации большое будущее в сфере очистки сточных вод.

Доочистка сточных вод в Москве

Доочистка сточных вод

Принцип очистки основан на синергии сорбции и биологической очистки – биосорбции. Биосорбция – физико-химический процесс, позволяющий биомассе естественным образом накапливать и связывать загрязняющие вещества в своей клеточной структуре. Внутри биосорбера на поверхности сорбента формируется биопленка, которая образует с сорбентом равновесную осмотическую систему. Применение сорбента в качестве носителя для форми-рования биомассы, значительно интенсифицирует процессы биосорбционной очистки, в том числе ферментативного гидролиза загрязнителей, использующихся биомассой в качестве субстрата. Так же применение сорбента позволяет достигать большей стабильности качества очистки при высокой волатильности концентрации загрязнителей.

Блок доочистки стоков Alta BioMax

Alta BioMax – комплексная система для обеспечения доочистки стока от особо стойких загрязнителей, которые невозможно убрать в процессе типовой биологической очистки. Alta Bio Max предназначен для финишной доочистки сточных вод, прошедших биологическую очистку. Блок доочистки снижает показатели ХПК, БПК и ВВ оставшихся после стадии биологической очистки.

• ХПК – показатель химического потребления кислорода. 
• БПК – показатель биохимического потребления кислорода.
• ВВ – взвешенные вещества ВВ – взвешенные вещества.

Пробы воды после биологической очистки станцией доочистки биосорбер Alta Bio Max.

Характеристика	на входе	на выходе
Концентрация ВВ	Не более 15 мг/л	Не более 3 мг/л
БПК5	Не более 10 мг/л	Не более 1,5 мг/л
ХПК	Не более 40 мг/л	Не более 10 мг/л
Нефтепродукты	Не более 1,5 мг/л	Не более 0,05 мг/л
Железо	Не более 5 мг/л	Не более 1,5 мг/л
pH	6,5-8,5	6,5-8,5

Эффективно удаляются биоразлагаемые вещества: органические и неполярные вещества, такие как растворители, хлорируемые углеводороды, красители, нефть и нефтепродукты. Лучше адсорбируются высокомолекулярные вещества и вещества с неполярной структурой (например, органические вещества, содержащиеся в муниципальных сточных водах). Сорбция активированным углем увеличивается с уменьшением растворимости вещества в воде, для веществ с неполярной структурой и с увеличением молекулярной массы.
Биосорбер рекомендуется применять для удаления загрязнений с обратимой сорбцией, иначе сорбционный ресурс активированного угля быстро выработается, и потребуется преждевременная замена сорбента на новый.

Состав и технологии комплекса доочистки стоков

Alta BioMax выполнен в моноблочном корпусе, в котором расположены все технологические камеры и ёмкости, а так же установлены все комплектующие и насосы. Установка состоит из приемно-дозирующей емкости, биосорбционного реактора с узлами микрофильтрации и псевдосжижения сорбента, гидромеханических и пневматических систем регенерации сорбента, подвода стока, отвода очищенной воды и системы автоматизированного управления.

Преимущества блока доочистки стоков Alta BioMax в уникальной технологии:

• Гидравлический режим в котором находится сорбент
• Биологическая регенерация сорбента
• Система удержания зерен вынесенного сорбента
• Отсутствие промываемых фильтров

Применение сорбента в качестве носителя для формирования биомассы, значительно интенсифицирует процессы биосорбционной очистки, в том числе ферментативного гидролиза загрязнителей, использующихся биомассой в качестве субстрата. Так же применение сорбента позволяет достигать большей стабильности качества очистки при высокой волатильности концентрации загрязнителей.

методы доочистки сточных вод, какой фильтр выбрать

К первичной очистке (осветлению) сточных вод в загородных домах после их прохождения через септик необходима доочистка. Аналогичных мероприятий требуют и промышленные стоки. Первый этап подразумевает исключительно биологическую очистку, на втором (в ходе доочистки) — стоки очищаются от органических загрязнений, нефтепродуктов, мельчайших неорганических взвесей, избытка фосфора и азота.

После двойной очистки мы получаем безопасную, так называемую техническую воду, которую можно использовать для мытья рук и в производственных процессах.

Содержание

1. Методы доочистки сточных вод
2. Виды очистных сооружений промышленного назначения
3. Сорбционный фильтр доочистки сточных вод
4. Доочистка стоков в частных домах

Методы доочистки сточных вод

Прошедшая одну ступень доочистки вода непригодна для питья. Чтобы полностью исключить из состава все вредные вещества, необходимо подвергнуть ее тщательной фильтрации.

Для одноэтапной доочистки сточных вод применяют фильтры с мелкоячеистой барабанной сеткой, на которой остаются крупные частицы. Пройдя через фильтры, жидкость скапливается в специальном отстойнике, из которого перенаправляется на прочие очистные сооружения.

Виды очистных сооружений промышленного назначения

Независимо от используемой на конкретном предприятии технологии доочистки, принцип реализуется один и тот же — в доочистных сооружениях стоки проходят через фильтрующие загрузки, которые бывают трех видов:

1. Инертные. Не образуют со стоками химической реакции. По мере прохождения стоками загрузки загрязнения остаются в фильтрующей массе.
2. Сорбционные. Загрязнения поглощаются частицами фильтра.
3. Ионообменные. Между фильтром и вредными компонентами стоков происходит процесс ионного обмена, в результате структура жидкости меняется.

С точки зрения конструкции промышленные доочистные сооружения делятся на:

• напорные;
• безнапорные;
• оборудованные противотоком;
• с функцией принудительной промывки.

Блоки с загрузкой устанавливаются в емкости из стеклопластика, железобетона, нержавейки или черного металла. Восстановление фильтрующего слоя осуществляется посредством водной/реагентной промывки или очистки смесью воды и воздуха.

Сорбционный фильтр доочистки сточных вод

Устройство представляет собой стеклопластиковую емкость с угольным сорбентом.

Используется исключительно для первого этапа доочистки в комбинации с песконефтеуловительной установкой.

Такой фильтр обеспечивает качественную доочистку поверхностных вод и стоков от взвесей и нефтепродуктов для последующего их сброса в водоем.

Уголь и любой другой подходящий гидрофобный сорбент гарантируют существенную дополнительную очистку стоков по взвесям — до 3 мг/л, по нефтепродуктам — до 0,05 мг/л.

Доочистка стоков в частных домах

Частные доочистные сооружения устанавливаются на фильтрующих грунтах (песке, торфе, супеси).

И оросительная, и дренажные трубы должны быть оснащены вентиляцией. Их габариты зависят от допустимой гидравлической нагрузки, которая определяется расходом воды на 1 м² впитывающей поверхности или 1 пог. м оросительной трубы.

Существует три варианта экономичных с точки зрения установки и эффективных сооружений для доочистки сточных вод в загородных домах:

1. Впитывающая площадка. Обустройство рекомендовано при запрете слива осветленных стоков без дополнительной очистки по санитарно-эпидемиологическим соображениям.

Представляет собой трубопровод с перфорированными стенками, уложенный с определенным уклоном. Под трубы подсыпают мелкофракционный гравий, щебенку или колотый кирпич. Обязательно устройство вентиляции.

Стоки просачиваются через стенки труб и посыпку и уходят в грунт.

2. Фильтрующая траншея предназначена для доочистки пропущенных через септик стоков с последующим их отведением в водоемы и накопители.

Систему достаточно просто установить. Основные ее элементы — фильтрующая и дренажная трубы — идут параллельно без ответвлений.

Ограничение по объему пропускаемых через конструкцию стоков — не более 15 м³/сут. Система оптимальна для глинистых и слабофильтрующих почв. Максимальный уровень грунтовых вод — на 1 м ниже дренажной трубы. 

3. Фильтрующий колодец. Такое доочистное сооружение необходимо при превышении допустимого санитарно-эпидемиологическими нормами суточного объема осветленных стоков.

Если грунтовые воды располагаются высоко, вместо фильтрующего колодца следует установить несколько впитывающих площадок или песчано-гравийных фильтров.

Дно фильтрующего колодца отсыпается из щебенки, мелкофракционного гравия, шлака, керамзита и других вариантов мелкозернистой загрузки.

На трубу, из которой в колодец поступают сточные воды, следует поставить ограничитель. Иначе сильная струя может размывать донную засыпку. Чем больше площадь и толщина фильтрующей поверхности, тем дольше прослужит сооружение.

Чтобы правильно подобрать доочистное сооружение для промышленных и личных нужд, в том числе и на участках с глинистыми грунтами и суглинками, обращайтесь в компанию «Чистый город» по телефонам +7 (812) 331-69-76, 922-15-45. Мы работаем круглосуточно, без выходных.

Нет времени читать? Заберите к себе и прочтите позже

Доочистка сточных вод | Дополнительное оборудование

Установка доочистки сточных вод “ЦИКЛОН”

 

“ЦИКЛОН” – оптимальное решение для доочистки очищенных хозяйственно-бытовых сточных вод, с минимальными затратами.

 

Назначение установки доочистки сточных вод “ЦИКЛОН”

Самой эффективной системой очистки хозяйственно-бытовых сточных вод является биологическая очистка, но после биологической очистки сточных вод очень часто сталкиваемся со случаями, когда для сброса на рельеф или водоем требуется устанавливать дополнительные фильтра. Одним из вариантов доочистки сточных вод является «ЦИКЛОН», сооружение, сочетающее достоинства фильтров и предусматривающие биологическую деструкцию остаточных органических загрязнений. «ЦИКЛОН» позволяет снизить основные показатели загрязнения очищенной воды до необходимых параметров. «ЦИКЛОН» является последним этапом биологической очистки. Производительность его зависит от производительности очистного сооружения.

 

Степень очистки сточных вод установкой “ЦИКЛОН”

Достигается снижение показателей по большинству параметров загрязнений более 50%.

 

Технические характеристики установки доочистки сточных вод “ЦИКЛОН”

Модель	Обьем переработки, м3/сут.	Потребляемая эл. энергия, кВт/сут.	Габариты
			вес, кг	дл., м	шир., м	выс., м
ЦИКЛОН 1	12-16	0,24	150	0,85	0,89	2,72
ЦИКЛОН 1 Пр	12-16	1,2	160	0,85	0,89	2,72
ЦИКЛОН 2	24	0,36	175	1,136	1,140	3,0
ЦИКЛОН 2 Пр	24	2,0	185	1,136	1,140	3,0
ЦИКЛОН 3	32	0,48	200	1,64	1,14	3,0
ЦИКЛОН 3 Пр	32	2,4	210	1,64	1,14	3,0

Пр – имеет встроенный насос

 

Конструкция установки доочистки сточных вод “ЦИКЛОН”

“ЦИКЛОН” изготавливается из полипропилена, представляет собой прямоугольную конструкцию.

 

Монтаж установки доочистки сточных вод “ЦИКЛОН”

Монтаж может производится как на вновь установленные станции так и на существующие сооружения очистки хозяйственно-бытовых сточных вод. Земляные работы следует проводить с соблюдением требований действующей нормативной документации. Обсыпка производится песком без крупных фракций, дополнительного бетонирования корпуса не требуется. При обсыпке корпуса песком установка одновременно заполняется чистой водой. Далее происходит подключение подводящих и отводящих коммуникаций. После проведения пусконаладочных работ установка готова к эксплуатации.

 

Принцип работы установки доочистки сточных вод “ЦИКЛОН”

В “ЦИКЛОН” подается прошедшая через установку биологической очистки сточная вода. Пройдя под полупогруженной перегородкой, она поднимается вверх и, пройдя блок загрузочного материала, отводится из корпуса. Во время прохождения сточной воды через реактор, происходит осаждение под действием сил тяжести части выносимого из вторичного отстойника активного ила на дно установки, а часть удерживается на загрузочном материале. На развитой структурной поверхности загрузочного материала образуются колонии микроорганизмов – биопленка. За счет этой иммобилизированной микрофлоры происходит изъятие оставшихся в воде органических загрязнений и азота аммониевых солей.

“ЦИКЛОН” работает по циклам: в первом цикле идет очистка воды, во втором цикле происходит промывка фильтра и откачка осадка в стабилизатор ила очистного сооружения.

 

Обслуживание установки доочистки сточных вод “ЦИКЛОН”

Сооружение в период работы автоматически промывается и откачивает ил.

При квартальном сервисном обслуживании необходимо выполнить несколько несложных операций: открыть, достать загрузочный материал, промыть его, произвести промывку трубок отходящих от компрессора.

 

Закажите профессиональный выезд специалиста для обследования объекта:

Звоните по телефону (473) 251-46-24

 Ещё важно:

• ТОПАС в наличие на нашем складе в Воронеже – доставка в любое удобное для вас время
• Гарантия на ТОПАС 3 года – сервисный центр в Воронеже
• Компания Гидросистемы – официальный дилер ТОПАС с 2008 г.

Очистные сооружения: виды очистки сточных вод

Очистные сооружения – это комплекс специальных сооружений, предназначенный для очистки сточных вод от содержащихся в них загрязнений. Очищенная вода либо используется в дальнейшем, либо сбрасывается в природные водоёмы (Большая советская энциклопедия).

Каждый населенный пункт нуждается в эффективных очистных сооружениях. От работы этих комплексов зависит, какая вода будет попадать в окружающую среду и как это в дальнейшем отразится на экосистеме. Если жидкие отходы не очищать вообще, то погибнут не только растения и животные, но и будет отравлена почва, а вредные бактерии могут попасть в организм человека и вызвать тяжелые последствия.

Каждое предприятие, имеющее токсичные жидкие отходы, обязано заниматься системой очистных сооружений. Таким образом, это отразится на состоянии природы, и улучшит условия жизни человека. Если очистные комплексы будут эффективно работать, то сточные воды станут безвредными при попадании в грунт и водоемы. Размеры очистных сооружений (далее – О.С.) и сложность очистки сильно зависят от загрязнённости сточных вод и их объёмов. Более подробно о этапах очистки сточных вод и видах О.С. читайте далее.

Содержание статьи

1. Основные этапы очистки сточных вод:
2. Доочистка сточных вод:
3. Вспомогательные сооружения
4. Виды очистных сооружений:
5. Проектирование, монтаж и обслуживание очистных сооружений

 

Этапы очистки сточных вод

Наиболее показательным в плане наличия этапов очистки воды являются городские или локальные О.С., рассчитанные на крупные населённые пункты. Именно хозяйственно-бытовые стоки наиболее сложны в очистке, так как содержат разнородные загрязнители.

Для сооружений по очистке воды из канализации характерно то, что они выстраиваются в определенной последовательности. Такой комплекс называется линией очистных сооружений. Схема начинается с механической очистки. Здесь чаще всего используются решетки и песколовки. Это начальный этап всего процесса обработки воды.

Это могут быть остатки бумаги, тряпки, вата, пакеты и другой мусор. После решеток в работу вступают песколовки. Они необходимы для того, чтобы задерживать песок, в том числе и крупных размеров.

Механический этап очистки сточных вод

Первоначально все воды из канализации поступают на главную насосную станцию в специальный резервуар. Этот резервуар призван компенсировать повышенную нагрузку в пиковые часы. А мощный насос равномерно нагнетает соответствующий объём воды для прохождения всех ступеней очистки.

Далее вода поступает в цех механической очистки. До 75% загрязнений устраняется именно на этом этапе. Здесь существует несколько приспособлений для удаления крупного мусора и нерастворимых примесей:

1. Решётки и сита улавливают крупный мусор более 16 мм – банки, бутылки, тряпки, пакеты, продукты питания, пластмассу и т.д. В дальнейшем этот мусор либо перерабатывается на месте, либо вывозится в места переработки твёрдых бытовых и промышленных отходов. Решетки представляют собой вид поперечных металлических балок, расстояние между которыми равно нескольким сантиметрам.

 

2. Песколовки. На самом деле они улавливают не только песок, но и маленькие камушки, осколки стекла, шлак и пр. Песок довольно быстро оседает на дно под действием силы тяжести. Затем осевшие частицы специальным устройством сгребается в углубление на дне, откуда и выкачивается насосом. Песок промывается и утилизируется.

 

 

3. Жироловки. Здесь удаляются все примеси, которые всплывают на поверхность воды (жиры, масла, нефтепродукты и пр.) и . По аналогии с песколовкой, они также удаляются специальным скребком, только с поверхности воды.

 

 

 

4. Отстойники – важный элемент любой линии очистных сооружений. В них происходит освобождение воды от взвешенных веществ, в том числе от яиц гельминтов. Они могут быть вертикальными и горизонтальными, одноярусными и двухъярусными. Последние наиболее оптимальны, так как при этом вода из канализации в первом ярусе очищается, а осадок (ил), который там образовался, через специальное отверстие сбрасывается в нижний ярус. Каким же образом в таких сооружениях происходит процесс освобождения воды из канализации от взвешенных веществ? Механизм довольно прост. Отстойники представляют собой резервуары больших размеров круглой или прямоугольной формы, где происходит осаждение веществ под действием силы тяжести.

Для ускорения этого процесса можно использовать специальные добавки – коагулянты или флоккулянты. Они способствуют слипанию мелких частиц вследствие изменения заряда, более крупные вещества быстрее осаждаются. Таким образом, отстойники – это незаменимые сооружения для очистки воды из канализации. Важно учесть, что при простой водоподготовке они тоже активно используются. Принцип работы основан на том, что вода поступает с одного конца устройства, при этом диаметр трубы при выходе становится больше и ток жидкости замедляется. Все это способствует осаждению частиц.

5. Прочие элементы механической очистки сточных вод могут использоваться в зависимости от степени загрязнённости воды и проекта конкретного очистительного сооружения. К ним относятся: мембраны, фильтры, септики и пр.

Если сравнивать этот этап с обычной водоподготовкой для питьевых целей, то в последнем варианте такие сооружения не применяются, в них нет необходимости. Вместо них происходят процессы осветления и обесцвечивания воды. Механическая очистка очень важна, так как в дальнейшем она позволит более эффективно провести биологическую очистку.

Биологические очистные сооружения сточных вод

Биологическая очистка может быть, как самостоятельным очистным сооружением, так и важным этапом в многоступенчатой системе больших городских очистительных комплексов.

Суть биологической очистки заключается в удалении из воды различных загрязнителей (органики, азота, фосфора и пр.) при помощи специальных микроорганизмов (бактерий и простейших). Эти микроорганизмы питаются вредными загрязнениями, содержащимися в воде, тем самым очищая её.

С технической точки зрения биологическая очистка осуществляется в несколько этапов:

1. Аэротенк – прямоугольный резервуар, где вода после механической очистки смешивается с активным илом (специальными микроорганизмами), который и очищает её. Микроорганизмы бывают 2 видов:

• Аэробные – использующие кислород для очистки воды. При использовании этих микроорганизмов воду перед попаданием в аэротенк необходимо обогащать кислородом.
• Анаэробные – НЕ использующие кислород для очистки воды.

 

2. Цех очистки воздуха необходим для удаления неприятно пахнущего воздуха с последующей его очисткой. Этот цех необходим, когда объём сточных вод достаточно большой и/или очистные сооружения расположены вблизи населённых пунктов.

 

 

 

3. Вторичные отстойники. Здесь вода очищается от активного ила путём его отстаивания. Микроорганизмы оседают на дно, где при помощи придонного скребка транспортируются к приямку. Для удаления всплывающего ила предусмотрен поверхностный скребковый механизм.

 

 

4. Обработка осадка. Схема очистки включает в себя и сбраживание осадка. Из очистных сооружений важен метантенк. Он представляет собой резервуар для сбраживания осадка, который образуется при отстаивании в двухъярусных первичных отстойниках. В ходе процесса сбраживания образуется метан, который можно использовать в других технологических операциях. Образовавшийся ил собирается и вывозится на специальные площадки для тщательного просушивания. Для обезвоживания осадка нашли широкое применение иловые площадки и вакуум-фильтры. После этого он может утилизироваться или использоваться для других нужд. Сбраживание происходит под влиянием активных бактерий, водорослей, кислорода. В схему очистки воды из канализации могут входить и биофильтры.

Оптимальнее всего размещать их до вторичных отстойников, чтобы вещества, которые унеслись с током воды из фильтров, могли осаждаться в отстойниках. Целесообразно для ускорения очистки применять так называемые преаэраторы. Это устройства, которые способствуют насыщению воды кислородом для ускорения аэробных процессов окисления веществ и биологической очистки. Нужно отметить, что очистка воды из канализации условно разделена на 2 этапа: предварительную и заключительную.

Система очистных сооружений вместо полей фильтрации и орошения может включать и биофильтры.

Биофильтры – это устройства, где сточные воды очищаются, проходя через фильтр, содержащий активные бактерии. Он состоит из твердых веществ, в качестве которых может использоваться гранитная крошка, пенополиуретан, пенопласт и другие вещества. На поверхности этих частиц образуется биологическая пленка, состоящая из микроорганизмов. Они разлагают органические вещества. По мере загрязнения биофильтры нужно периодически очищать.

Сточные воды подаются в фильтр дозировано, в противном случае большой напор может погубить полезные бактерии. После биофильтров применяются вторичные отстойники. Ил, образованный в них, поступает частично в аэротенк, а остальная его часть – на илоуплотнители. Выбор того или иного способа биологической очистки и вида очистных сооружений во многом зависит от требуемой степени очистки сточных вод, рельефа, типа грунта и экономических показателей.

Доочистка сточных вод

После прохождения основных этапов очистки из сточных вод удаляется 90-95% всех загрязнений. Но оставшиеся загрязнители, а также остаточные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности не позволяют сбрасывать эту воду в природные водоёмы. В связи с этим на очистных сооружениях и были введены различные системы доочистки сточных вод.

Биореакторы глубокой доочистки

В биореакторах происходит процесс окисления следующих загрязнителей:

• органических соединений, которые были «не по зубам» микроорганизмам,
• самих этих микроорганизмов,
• аммонийного азота.

Происходит это путем создания условий для развития автотрофных микроорганизмов, т.е. превращающих неорганические соединения в органические. Для этого используются специальные пластмассовые засыпные диск с высокой удельной площадью поверхности. Проще говоря, эти диск с отверстием в центре. Для ускорения процессов в биореакторе используется интенсивная аэрация.

Фильтры доочистки сточных вод

Фильтры очищают воду при помощи песка. Песок непрерывно обновляется в автоматическом режиме. Фильтрация осуществляется на нескольких установках путём подачи к ним воды снизу-вверх. Для того, чтобы не использовать насосы и не расходовать электричество эти фильтры устанавливают на уровне ниже чем другие системы. Промывка фильтров устроена таким образом, что не требует большого количества воды. Поэтому они занимают не такую большую площадь.

Обеззараживание воды ультрафиолетом

Дезинфекция или обеззараживание воды – важная составляющая, которая обеспечивает безопасность ее для водоема, в который она будет сброшена. Дезинфекция, то есть уничтожение микроорганизмов, является заключительным этапом очищения стоков канализации. Для обеззараживания могут применяться самые разнообразные способы: ультрафиолетовое облучение, действие переменного тока, ультразвук, гамма-облучение, хлорирование.

УФО – очень эффективный способ, с помощью которого уничтожается примерно 99% всех микроорганизмов, в том числе бактерий, вирусов, простейших, яиц гельминтов. Он основан на способности разрушать мембрану бактерий. Но этот метод не применяется так широко. Кроме того, его эффективность зависит от мутности воды, содержания в ней взвешенных веществ. И лампы УФО довольно быстро покрываются налётом из минеральных и биологических веществ. Для предотвращения этого предусмотрены специальные излучатели ультразвуковых волн.

Наиболее часто используется после очистных сооружений метод хлорирования. Хлорирование бывает разным: двойным, суперхлорированием, с преаммонизацией. Последнее необходимо для предупреждения неприятного запаха. Суперхлорирование предполагает воздействие очень больших доз хлора. Двойное действие заключается в том, что хлорирование осуществляется в 2 этапа. Это более характерно для водоподготовки. Метод хлорирования воды из канализации очень эффективен, кроме того, хлор обладает эффектом последействия, чем не могут похвастаться другие методы очистки. После обеззараживания стоки сливаются в водоем.

Очистка от фосфатов

Фосфаты – это соли фосфорных кислот. Они широко применяются в синтетических моющих средствах (стиральных порошках, средствах для мытья посуды и пр.). Фосфаты, попадая в водоёмы, приводят к их эвтрофикации, т.е. превращению в болото.

Очистка сточных вод от фосфатов осуществляется путём дозированного добавления специальных коагулянтов в воду перед сооружениями биологической очистки и перед песчаными фильтрами.

Вспомогательные помещения очистных сооружений

Цех аэрации

Аэрация – это активный процесс насыщения воды воздухом, в данном случае путём пропускания пузырьков воздуха через воду. Аэрация используется во многих процессах в очистных сооружениях. Подача воздуха осуществляется одной или несколькими воздуходувками с частотными преобразователями. Специальные датчики кислорода регулируют количество подаваемого воздуха, чтобы его содержание в воде было оптимальным.

Утилизация избыточного активного ила (микроорганизмов)

На биологическом этапе очистки сточных вод образуется избыточный ил, так как микроорганизмы в аэротенках активно размножаются. Избыточный ил обезвоживается и утилизируется.

Процесс обезвоживания проходит в несколько этапов:

1. В избыточный ил добавляется специальные реагенты, которые приостанавливают деятельность микроорганизмов и способствуют их сгущению
2. В илоуплотнителе ил уплотняется и частично обезвоживается.
3. На центрифуге ил отжимается и из него удаляются остатки влаги.
4. Поточные осушители при помощи непрерывной циркуляции тёплого воздуха окончательно высушивают ил. Высушенный осадок имеет остаточную влажность 20-30%.
5. Затем ил упаковывается в герметичные контейнеры и утилизируется
6. Вода же, удалённая из ила, отправляется обратно к началу цикла очистки.

Очистка воздуха

К сожалению, очистные сооружения пахнут не самым лучшим образом. Особенно вонючим является этап биологической обработки сточных вод. Поэтому если очистное сооружение находится вблизи населённых пунктов или объём сточных вод велик настолько, что плохо пахнущего воздуха образуется очень много – нужно подумать об очистке не только воды, но и воздуха.

Очистка воздуха, как правило, проходит в 2 этапа:

1. Первоначально загрязнённый воздух подается в биореакторы, где он соприкасается со специализированной микрофлорой, адаптированной для утилизации органических веществ, содержащихся в воздухе. Именно эти органические вещества являются причиной дурного запаха.
2. Воздух проходит стадию обеззараживания ультрафиолетом для предотвращения попадания данных микроорганизмов в атмосферу.

Лаборатория на очистных сооружениях

Вся вода, которая выходит из очистных сооружений должна систематически контролироваться в лаборатории. Лаборатория определяет наличие в воде вредных примесей и соответствие их концентрации установленным нормам. В случае превышения того или иного показателя работники очистного сооружения проводят тщательный осмотр соответствующего этапа очистки. И в случае обнаружения неисправности устраняют её.

Административно-бытовой комплекс

Персонал обслуживающий очистное сооружение может достигать нескольких десятков человек. Для их комфортной работы и создаётся административно-бытовой комплекс в него входят:

• Мастерские по ремонту оборудования
• Лаборатория
• Диспетчерская
• Кабинеты административно-управленческого персонала (бухгалтерии, кадровой службы, инженерная и пр.)
• Кабинет руководителя.

Электроподстанция

Электроснабжение О.С. выполняется по первой категории надёжности. Так как длительная остановка работы О.С. из-за отсутствия электричества может вызвать выход О.С. из строя.

Для предотвращение аварийных ситуаций электроснабжение О.С. осуществляется из нескольких независимых источников. В отделении трансформаторной подстанции предусматривается ввод силового кабеля от городской системы электроснабжения. А также ввод независимого источника электрического тока, например, от дизельного генератора, на случай аварии в городской электросети.

Заключение

На основании всего вышесказанного можно сделать заключение о том, что схема очистных сооружений очень сложна и включает различные этапы очистки сточной воды из канализации. В первую очередь необходимо знать, что данная схема применяется только для бытовых сточных вод. Если же имеют место промышленные стоки, то в этом случае дополнительно включают специальные методы, которые будут направлены на снижение концентрации опасных химических веществ. В нашем случае схема очистки включает следующие основные этапы: механическую, биологическую очистку и обеззараживание (дезинфекцию).

Механическая очистка начинается с применения решеток и песколовок, в которых задерживается крупный мусор (тряпки, бумага, вата). Песколовки нужны для осаждения излишнего песка, особенно крупного. Это имеет большое значение для последующих этапов. После решеток и песколовок схема очистных сооружений воды из канализации включает использование первичных отстойников. В них под силой тяжести оседают взвешенные вещества. Для ускорения этого процесса нередко применяют коагулянты.

После отстойников начинается процесс фильтрации, который осуществляется главным образом в биофильтрах. Механизм действия биофильтра основан на действии бактерий, которые разрушают органические вещества.

Следующий этап – вторичные отстойники. В них ил, который унесло с током жидкости, оседает. После них целесообразно использовать метантенк, в нем сбраживается осадок и вывозится на иловые площадки.

Следующий этап – биологическая очистка с помощью аэротенка, полей фильтрации или полей орошения. Заключительный этап – дезинфекция.

Виды очистных сооружений

Для обработки воды применяются самые различные сооружения. Если планируется проводить данные работы в отношении поверхностных вод непосредственно перед их подачей в разводящую сеть города, то применяются следующие сооружения: отстойники, фильтры. Для сточных вод можно использовать более широкий круг устройств: септики, аэротенки, метантенки, биологические пруды, поля орошения, поля фильтрации и так далее. Очистные сооружения бывают нескольких видов в зависимости от их предназначения. Они отличаются не только объёмами очищаемой воды, но и наличием этапов её очистки.

Городские очистные сооружения

Данные О.С. являются самым крупными из всех, они применяются в крупных мегаполисах и городах. В таких системах применяют особо эффективные методы очистки жидкости, например, химическую обработку, метантанки, установки флотации Они предназначены для очистки городских сточных вод. Эти воды представляют собой смесь бытовых и производственных стоков. Поэтому загрязнителей в них весьма много, и они очень разнообразны. Воды очищаются до нормативов сброса в водоем рыбохозяйственного назначения. Нормативы регламентируются приказом Минсельхоза России от 13.12.2016 г. № 552 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения».

На данных О.С., как правило, используются все этапы очистки воды, описанные выше. Наиболее показательным является пример Курьяновских очистных сооружений.

Курьяновские О.С. являются крупнейшими в Европе. Его мощность составляет мощностью 2,2 млн.м3/сут. Они обслуживают 60% сточных вод города Москвы. История этих объектов уходит своими корнями в далёкий 1939 год.

Локальные очистные сооружения

Локальные очистные сооружения – это сооружения и устройства, предназначенные для очистки сточных вод абонента перед их сбросом в систему коммунальной канализации (определение дано Постановлением Правительства РФ от 12 февраля 1999 г. №167).

Существует несколько классификаций локальных О.С., например, существуют локальные О.С. подключаемые к центральной канализации и автономные. Локальные О.С. могут использоваться на следующих объектах:

• В небольших городах
• В поселках
• В санаториях и пансионатах
• На автомойках
• На приусадебных участках
• На производственных предприятиях
• И на прочих объектах.

Локальные О.С. могут быть весьма различны от небольших узлов до капитальных сооружений, которые ежедневно обслуживает квалифицированный персонал.

Очистные сооружения для частного дома.

Для утилизации сточных вод частного дома используется несколько решений. Все они имеют свои преимущества и недостатки. Однако выбор всегда остаётся за владельцем дома.

1. Выгребная яма. По правде говоря, это даже не очистное сооружение, а просто резервуар для временного хранения стоков. При заполнении ямы вызывается ассенизационная машина, которая выкачивает содержимое и отвозит его для дальнейшей переработки.

Эту архаичную технологию до сих пор используют из-за её дешевизны и простоты. Однако она имеет и существенные недостатки, которые, порой, сводят на нет все её достоинства. Сточные воды могут попадать в окружающую среду и подземные воды, тем самым загрязняя их.  Для ассенизаторской машины нужно предусматривать нормальный подъезд, так как вызывать её придётся достаточно часто.

2. Накопитель. Представляет собой ёмкость из пластика, стеклопластика, металла или бетона, куда сливаются сточные воды и хранятся. Затем они выкачиваются и утилизируются ассенизаторской машиной. Технология аналогична выгребной яме, но воды не загрязняют окружающую среду. Минусом такой системы является тот факт, что весной при большом количестве воды в грунте накопитель может быть выдавлен на поверхность земли.

3. Септик – представляет собой большие емкости, в них такие вещества, как крупная грязь, соединения органики, камни и песок уходят в осадок, а такие элементы, как различные масла, жиры и нефтепродукты остаются на поверхности жидкости. Бактерии, которые обитают внутри септика, добывают кислород для жизни из выпавшего осадка, при этом снижают уровень азота в сточных водах. Когда жидкость выходит из отстойника, то становится осветленной. Затем ее очищают при помощи бактерий. Однако важно понимать, что в такой воде остается фосфор. Для окончательной биологической очистки могут применяться поля орошения, поля фильтрации или колодцы-фильтры, работа которых тоже основана на действии бактерий и активного ила. На этой площади нельзя будет выращивать растения с глубокой корневой системой.

Септик весьма дорог и может занимать большую площадь. Следует иметь ввиду, что это сооружение, которое предназначено для очистки небольшого количества бытовых сточных вод из канализации. Однако результат стоит затраченных средств. Более наглядно устройство септика отражено на рисунке ниже.

4. Станции глубокой биологической очистки являются уже более серьёзным очистным сооружением в отличии от септика. Для работы этого устройства требуется электроэнергия. Однако и качество очистки воды составляет до 98%. Конструкция является достаточно компактной и долговечной (до 50 лет эксплуатации). Для обслуживания станции в верху, над поверхностью земли имеется специальный люк.

Ливневые очистные сооружения

Несмотря на то, что дождевая вода считается достаточно чистой, однако она собирает с асфальта, крыш и газонов различные вредные элементы. Мусор, песок и нефтепродукты. Для того, чтобы всё это не попадало в ближайшие водоёмы и создаются ливневые очистные сооружения.

В них вода проходит механическую очистку в несколько этапов:

1. Отстойник. Здесь под действием силы тяжести Земли оседают на дно крупные частицы – камешки, осколки стекла, металлические детали и пр.
2. Тонкослойный модуль. Здесь масла и нефтепродукты собираются на поверхности воды, где и собираются на специальных гидрофобных пластинках.
3. Сорбционный волокнистый фильтр. Он улавливает всё то, что пропустил тонкослойный фильтр.
4. Коалесцентный модуль. Он способствует отделению частиц нефтепродуктов, всплывающих на поверхность, размер которых больше 0,2 мм.
5. Угольный фильтр доочистки. Он окончательно избавляет воду от всех нефтепродуктов, которые в ней остаются после прохождения предыдущих ступеней очистки.

Проектирование очистных сооружений

Проектирование О.С. определить их стоимость, правильным образом выбрать технологию очистки, обеспечить надежность работы конструкции, привести сточные воды к нормам качества. Опытные специалисты помогут найти эффективные установки и реагенты, составят схему очистки сточных вод и введут установку в эксплуатацию. Еще один важный момент – составление сметы, которая позволит планировать и контролировать расходы, а также внести коррективы в случае необходимости.

На проект О.С. сильно влияют следующие факторы:

• Объёмы сточных вод. Проектирование сооружений для приусадебного участка это одно, а проект сооружений для очистки сточных вод коттеджного посёлка – это другое. Притом нужно учитывать, что возможности О.С. должны быть больше текущего количества сточных вод.
• Местность. Сооружения для очистки сточных вод требуют подъезда специального транспорта. Также нужно предусмотреть электропитание объекта, отведение очищенной воды, расположение канализации. О.С. могут занимать большую площадь, однако они не должны создавать помех соседним зданиям, сооружениям, участкам дорогам и другим сооружениям.
• Загрязнённость сточных вод. Технология очистки ливневых вод сильно отличается от очистки хозяйственно-бытовых.
• Требуемый уровень очистки. Если заказчик хочет сэкономить на качестве очищаемой воды, то необходимо использовать простые технологии. Однако если нужно сбрасывать воду в природные водоёмы, то качество очистки должно быть соответственным.
• Компетентность исполнителя. Если Вы заказываете О.С. у неопытных компаний, то готовьтесь к неприятным сюрпризам в виде увеличения смет на строительство или вплывшего по весне септика. Это случается потому, что в проект забывают включить достаточно критичные моменты.
• Технологические особенности. Используемые технологии, наличие или отсутствие этапов очистки, необходимость возведения систем, обслуживающих очистное сооружение – всё это должно отражаться в проекте.
• Другое. Невозможно всё предусмотреть наперёд. По мере проектирования и монтажа очистного сооружения в проект плана могут вноситься различные изменения, которые нельзя было предусмотреть на начальном этапе.

Этапы проектирования очистного сооружения:

1. Предварительные работы. Они включают изучение объекта, уточнение пожеланий заказчика, анализ сточных вод и пр.
2. Сбор разрешительной документации. Этот пункт, как правило, актуален для возведения больших и сложных сооружений. Для их строительства необходимо получить и согласовать соответствующую документацию у надзорных инстанций: МОБВУ, МОСРЫБВОД, Росприроднадзор, СЭС, Гидромет и пр.
3. Выбор технологии. На основании п. 1 и 2. происходит выбор необходимых технологий, используемых для очистки воды.
4. Составление сметы. Затраты на строительство О.С. должны быть прозрачны. Заказчик должен точно знать сколько стоят материалы, какова цена устанавливаемого оборудования, какой фонд оплаты труда рабочих и т.д. Также следует учесть затраты на последующее обслуживание системы.
5. Эффективность очистки. Несмотря на все расчёты результаты очистки могут быть далеки от желаемых. Поэтому уже на этапе планирования О.С. необходимо провести эксперименты и лабораторные исследования, которые помогут избежать неприятных неожиданностей после окончания строительства.
6. Разработка и согласование проектной документации. Для начала возведения очистных сооружений необходимо разработать и согласовать следующие документы: проект санитарно-защитной зоны, проект нормативов допустимых сбросов, проект предельно допустимых выбросов.

Монтаж очистных сооружений

После того как проект О.С. был подготовлен и все необходимые разрешения были получены наступает стадия монтажа. Хотя монтаж дачного септика сильно отличается от строительства очистного сооружения коттеджного посёлка, однако всё равно они проходят несколько стадий.

Во-первых, подготавливается местность. Роется котлован для установки очистного сооружения. Пол котлована засыпается песком и утрамбовывается, либо бетонируется. Если очистное рассчитано на большое количество сточных вод, то как правило, оно возводится на поверхности земли. В таком случае заливается фундамент и на него уже устанавливается здание или сооружение.

Во-вторых, осуществляется монтаж оборудования. Оно устанавливается, подключается к системе канализации и водоотведения, к электрической сети. Этот этап очень важен так как он требует от персонала знаний специфики работы настраиваемого оборудования. Именно неправильным монтаж, чаще всего, становится причиной выхода из строя оборудования.

В-третьих, проверка и сдача объекта. После монтажа готовое очистное сооружение проходит проверку на качество очистки воды, а также на способность работать в условиях повышенной нагрузки. После проверки О.С. сдаётся заказчику или его представителю, а также, при необходимости, проходит процедуру государственного контроля.

Обслуживание очистных сооружений

Как и любое оборудование очистное сооружение тоже нуждается в обслуживании. В первую очередь из О.С. необходимо удалять крупный мусор, песок, а также избыточный ил, которые образуются в ходе очистки. На крупных О.С. количество и разновидность удаляемых элементов может быть значительно больше. Но в любом случае удалять их придётся.

Во-вторых, осуществляется проверка работоспособности оборудования. Неполадки в каком-либо элементе могут быть чреваты не только снижением качества очистки воды, но и выходом из строя всего оборудования.

В-третьих, в случае обнаружения поломки, оборудование подлежит ремонту. И хорошо, если оборудование будет на гарантии. Если же гарантийный срок истёк, то ремонт О.С. придётся осуществлять за свой счёт.

Причины поломки очистных сооружений:

1. Неправильный выбор вида О.С. на стадии проектирования.
2. Неправильный монтаж оборудования.
3. Превышение предельного количества сточных вод.
4. Сбои в электроснабжении.
5. Нерегулярная очистка О.С.
6. Нарушение правил пользования О.С.
7. Прочее.

Таким образом, в этой статье мы получили определение очистных сооружений, узнали основные этапы очистки сточных вод (механический и биологический). Поняли, что во многих случаях следует сточные воды доочищать. Вспомогательные помещения используются только на крупных О.С. Видов очистных сооружений существует достаточно много: городские, локальные, ливневые и пр. Все они предназначены для различных объёмов сточных вод и мест их использования. Жизненный цикл О.С. можно разделить на 3 этапа: проектирование, монтаж и обслуживание.

Если вас интересует стоимость очистных сооружений, то уточняйте информацию у опытных специалистов по телефону +7 (495) 662-40-35. Сотрудники нашей компании имеют многолетний опыт работы в данной сфере, обладают соответствующими знаниями, потому быстро и качественно подберут для вас подходящие системы очистки и модели оборудования.

Если у Вас есть какие-либо вопросы, то оставьте свои контактные данные, наш специалист свяжется с Вами!

Последующая обработка – обзор | ScienceDirect Topics

и др. (2013c) и др. и др. Удаление более высоких органических веществ в условиях микробов

Биоэлектрохимический MBR	Сетка из нержавеющей стали	Катод и фильтрующая среда	40 мкм	Синтетический	4,35 Вт / м 3	92,4		922 – NH4 900–9	Wang et al. (2011)
Мембранный биоэлектрохимический реактор	Мембраны из полого волокна из ПВДФ	Фильтрующая среда	0.02 мкм	Синтетический	<2 Вт / м 3	90	–	–	Ge et al. (2013)
MFC – MBR	Нейлоновая сетка	Фильтрующий материал	74 мкм	Синтетический	6,0 Вт / м 3	89,6		–	Wang et al. (2012)
Анаэробная MBR как предварительная обработка MEC	Мембрана для ультрафильтрации	Среда для фильтрации	0.04 мкм	Синтетический	–	53	–	–	Dhar et al. (2013)
Воздушный биокатод MFC	Ультрафильтрационная мембрана на основе многослойных углеродных нанотрубок на основе платины	Катод и фильтрующая среда	40 мкм	Бытовые сточные воды	6,8 Вт / м	9000 SC 97 NH 3 N	–	Malaeb et al. (2013)
Шлам MFC и MBR	Половолоконная микрофильтрационная мембрана	Фильтрующая среда	0.1 мкм	Синтетический	51 Вт / м 2	& gt; 90	& gt; 90 NH 4 –N	Более высокое сокращение образования осадка, чем у обычного MBR	Su et al. (2013)
Электрохимический MBR	Нетканый материал	Сепаратор и фильтрующая среда	50 мкм	Синтетический	7,4 Вт / м 3	89,1	51,3
МФЦ с биоэлектрохимической обработкой	Мембрана из нержавеющей стали	Катод и фильтрующая среда	48 мкм	Синтетический	8.62 Вт / м 3	86,1	97,5 NH 4 –N	Мутность сточных вод 0,8 NTU	Wang et al. (2013d)
МФЦ и трубчатая МБР	Трубчатая мембрана из ПВДФ	Фильтрующая среда	0,1 мкм	Синтетическая	0,040 Вт / м 2	94	8022 NH 4	–	Wang et al. (2013a)
Трубчатый электрохимический MBR	Сетка из нержавеющей стали	Катод и фильтрующая среда	40 мкм	Синтетический	1.43 Вт / м 3	93,7	96,5 NH 4 –N	H 2 O 2 , произведенное на катоде, способствовало уменьшению загрязнения за счет удаления загрязняющих мембран	Wang et al. (2013b)
Анаэробный электрохимический MBR	Половолоконная мембрана на основе никеля	Катод и фильтрующая среда	1 мкм	Синтетический	–	& gt; 95	-9000.27 кВт · ч / м 3 энергии требовалось для этой системы, что намного меньше, чем аэробный MBR	Katuri et al. (2014)
MFC – MBR	Полиэфирная фильтровальная ткань, модифицированная фитиновой кислотой	–	–	Синтетический	784,08 мВт / м 3	95	– 9000 Li5		– 9000 Li5	. (2014)
MFC с независимым мембранным катодным биореактором	Сетка из нержавеющей стали	Катод и фильтрующая среда	15 мкм	Синтетический	0.15 Вт / м 3	& gt; 90	–	Снижение загрязнения мембраны	Liu et al. (2014)
MFC и МБР с анаэробным псевдоожиженным слоем	Мембраны из полого волокна из ПВДФ	Фильтрующая среда	0,1 мкм	Бытовые сточные воды	0,0197 кВт ч / м 3	–	Ren et al. (2014)
Анаэробный мембранный биоэлектрохимический реактор	Половолоконные микрофильтрационные мембраны	Катод и фильтрующая среда	0.4 мкм	Синтетический	1,16 Вт / м 3	91,6	94,8 нитратов	Уменьшение засорения мембраны	Tian et al. (2014)
MBR – MFC	Ткань из углеродного волокна	–	5–20 мкм	Синтетический	1358 мВт / м 3	90	80 NH 4 –N 9000	Катодный фильтр с катализатором, содержащим C, Mn, Fe и O	Li et al. (2015b)
MFC – MBR	Половолоконная ультрафильтрационная мембрана	Фильтрующая среда	–	Синтетическая	5.49 Вт / м 3	–	–	–	Li et al. (2015a)
МБР с ионообменной мембраной	Анионообменная мембрана	Фильтрующая среда	–	Синтетическая	–	91,3	56,9	Анионообменная мембрана показала лучшее удаление азота, чем катионит -обменная мембрана	Li и He (2015)
Электрохимическая MBR	Микрофильтрационная мембрана	Фильтрующая среда	0.1 мкм	Городские сточные воды	98,4 мВт / м 2	80,1	78,2	Обогащение азотосодержащих организмов в катодной биопленке	Ma et al. (2015)
MFC и биологический фильтр с периодической аэрацией	–	Фильтрующий материал	–	Синтетический	0,27 кВт ч / м 3	91,7	–	–	. (2015)
MFC с полым волокном MBR	Половолоконная мембрана из ПВДФ	Фильтрующая среда	0.03 мкм	Синтетический	2,18 Вт / м 3	& gt; 90	& gt; 90	MFC – MBR улучшил обезвоживание и фильтруемость осадка	Tian et al. (2014)
MFC-аэробная система, связанная с MBR	Полиэфирная фильтровальная ткань, модифицированная проводящей антрахинон-дисульфоновой солью	Катод и фильтрующая среда	9,8 мкм	Синтетика	0,3516 Вт / м 3 92.5	70,6 NH 4 –N	Снижение загрязнения мембраны за счет интеграции MFC и производства H 2 O 2	Xu et al. (2015)
Гибридный MBR – MFC	Полиэфирный фильтр с пенопластом – Fe – Co	Катод и фильтрующая среда	1 мкм	Синтетический	135 мВт / м 2	95	NH 4 –N	Недорогой электродный основной материал и катализатор	Yu et al.(2015)
MFC – MBR	Полисульфон с полыми волокнами	Фильтрующая среда	80 нм	Синтетическая	1,02 Вт / м 3	98	–	Ray et al. al. (2016)
Электрохимический MBR перелива	Сетка из нержавеющей стали	Катод и фильтрующая среда	38 мкм	Синтетический	629 мВт / м 3	92.6	73,9	Снижение загрязнения мембраны за счет интеграции MFC	Zhou et al. (2015)
UASB в сочетании с гибридным аэробным MBR	Ультрафильтрационная мембрана из полых волокон	Фильтрующая среда	0,04 мкм	Синтетические	–	95	–	Альварино и др. (2016)
MFC с последующим анаэробным псевдоожиженным MBR	ПВДФ мембрана из полых волокон	Фильтрующая среда	0.1 мкм	Бытовые сточные воды	–	89	–	GAC в анаэробных псевдоожиженных MBR для поддержки роста бактерий	Kim et al. (2016)
Интегрированный MFC – MBR	Pd – RGO – CoFe на основе углеродного волокна 2 O 4 Катализатор	Катод и фильтрующая среда	50–120 нм	Синтетический	506 мВт / м 3	& gt; 95	& gt; 85 NH 4 –N	–	Li et al.(2016)
Гибридная МФЦ – МБР	Половолоконная мембрана из ПВДФ	Фильтрующая среда	0,22 мкм	Синтетическая	0,059 Вт / м 2	53,71	–	–	–	и другие. (2016)
Электрохимический процесс с MBR	Модуль ультрафильтрации с полыми волокнами	Фильтрующая среда	0,04 мкм	Синтетический	–	98	72.10 NH 4 –N	0,5 мА см 2 Подведено внешнее питание, удаление фармацевтических препаратов	Ensano et al. (2016)
Катод Fe / Mn / C / F / O в BES	ПВДФ на основе углеродного волокна с мембраной Fe / Mn / C / F / O	Катод и фильтрующая среда	2–7 нм	Синтетический	446 мВт / м 3	& gt; 97,4	& gt; 96,7 NH 4 –N	Сепаратор кварцевого песка между анодной и катодной камерами	Gao et al.(2018a)
MnO 2 катодный катализатор	Углеродный RGO / PVDF / MnO 2 мембрана	Катод и фильтрующая среда	30–35 нм	Синтетический	228 мВт / м 900	& gt; 97,4	& gt; 97 NH 4 –N	Сепаратор кварцевого песка между анодной и катодной камерами	Gao et al. (2018a)

Доочистка стоков установок вторичной очистки сточных вод с использованием двухступенчатой ​​системы биореактора с псевдоожиженным слоем

Реферат

Целью данного исследования было изучить производительность двухступенчатого реактора с псевдоожиженным слоем (FBR ) система доочистки сточных вод заводов вторичной очистки (Шахрак Гарб, Тегеран, Иран).Предложенная схема очистки была оценена с использованием опытных реакторов (вместимостью 106 л), заполненных ПВХ в качестве псевдоожиженного слоя (первая ступень) и гравием для целей фильтрации (вторая ступень). Сульфат алюминия (30 мг / л) и хлор (1 мг / л) использовали для коагуляции и дезинфекции сточных вод соответственно. Чтобы контролировать работу системы FBR, в пробах сточных вод отслеживали изменение нескольких параметров (биохимическая потребность в кислороде (БПК ₅ ), химическая потребность в кислороде (ХПК), мутность, общий фосфор, общая колиформная группа и фекальная колиформная группа).Результаты показали, что предлагаемая система может эффективно снизить БПК _5, и ХПК ниже 1,95 и 4,06 мг / л соответственно. Мутность сточных вод может быть ниже 0,75 NTU, что ниже, чем сообщалось для целей дезинфекции. Общий фосфор был снижен до 0,52 мг / л, что близко к нынешнему стандарту фосфора для предотвращения процесса эвтрофикации. В зависимости от концентрации микроорганизмов и скорости нагрузки на поверхность (5–10 м / ч) от 35 до 75% и от 67 до 97% колиформ удалялись без и с добавлением хлора, соответственно.Результаты этого исследования четко подтвердили эффективность системы FBR для доочистки стоков со станций вторичной очистки сточных вод без каких-либо проблем с твердыми частицами во время хлорирования.

Ключевые слова: Вторичный сток, ХПК, колиформ, реактор с псевдоожиженным слоем

Введение

Применение реакторов с псевдоожиженным слоем (FBR) для очистки сточных вод сегодня привлекло большое внимание в мире из-за их высокой эффективности, а также низких капитальных затрат и операционные затраты.Эта технология также набирает популярность в результате ужесточения стандартов сброса и увеличения потребности в регенерации воды. В последние годы технология FBR также использовалась в качестве эффективного метода для очистки различных типов высококонцентрированных сточных вод, таких как кукурузный настой [1], сточные воды ликероводочного завода [2], синтетические сточные воды саго [3], сточные воды с высоким содержанием сульфатов [ 4] и так далее.

Как правило, сточные воды со станций вторичной очистки сточных вод дополнительно обрабатываются на установках доочистки для повторного использования.На установках доочистки для очистки или доочистки сточных вод могут использоваться различные методы, такие как мембранные процессы, процесс усовершенствованного окисления, адсорбция, фильтрация и другие [5,6]. Свойства сточных вод могут напрямую влиять на скорость фильтрации и выбор подходящего фильтрующего материала. На водоочистных сооружениях фильтрующий материал часто выбирается в виде песка и фиксируется в резервуаре [7]. При фильтрации сточных вод установок вторичной очистки сточных вод для будущего повторного использования размеры фильтрующих материалов часто меньше и больше для предотвращения попадания одежды, а также для увеличения времени работы.Однако в этом случае фильтрующий материал может быть не в состоянии должным образом обрабатывать сточные воды из-за большего размера фильтрующего материала [8]. Если фильтрующий материал выбран как можно более тонким, основными проблемами станут одежда и меньшее время работы. Чтобы преодолеть эти проблемы, подходящей альтернативой может быть обработка сточных вод перед прохождением через фильтрующий материал [7]. Учитывая вышеизложенное, следует отметить, что технология FBR может быть использована как эффективный метод полной биологической очистки вторичных сточных вод перед фильтрацией.

Насколько известно авторам, в литературе нет систематических статей, специально посвященных исследованию применения двухступенчатой ​​системы FBR с фильтрационной колонной для очистки вторичных стоков. Поэтому уточнение места данной темы в схеме вторичной очистки сточных вод можно рассматривать как отдельную область исследования для сравнения результатов с вышеупомянутыми исследованиями. По этой причине целью настоящей работы было исследование производительности двухступенчатой ​​системы биореактора с псевдоожиженным слоем, заполненной ПВХ в качестве псевдоожиженного слоя (первая ступень) и гравием для целей фильтрации (вторая ступень) для поста. -очистка стоков со станций вторичной очистки сточных вод.

Материалы и методы

Образец сточных вод

Образцы неочищенных сточных вод были взяты из сточных вод очистных сооружений Shahrak Gharb (Тегеран, Иран). Тип очистки на очистных сооружениях Shahrak Gharb – активный ил с поверхностным аэратором. Некоторые характеристики сточных вод образцов приведены в таблице. Компоненты полученных образцов определяли по методикам, описанным в Стандартных методах [9].

Таблица 1

Характеристики стоков установок вторичной очистки сточных вод

---

6

---

6

---

6

---

Азот по Кьельдалю (TKN, мг / л)

---

9089

---

908 100 мл)

---

9105

Параметры	Минимум	Максимум	Среднее значение	908
5-дневная биохимическая потребность в кислороде (БПК 5 , мг / л)	16.9	21,5	18,76	1,78
Химическая потребность в кислороде (ХПК, мг / л)	32	40	40	0	0,69	2,76	1,69	0,797
Общий фосфор (TP, мг / л)	4,75	0,16
Общее количество твердых веществ (TS, мг / л)	556	704,6	640,72	970 970 970 970 908 900U	6,2	7,5	6,86	0,559
Электропроводность (ЕС, мкмос / см)	730	935	67870867 83306
Всего колиформ (MPN / 100 мл)	22 × 10 3	175 × 10 3	115800	61650
14 × 10 3	105 × 10 3	58280	37420
pH	7,2	7,5	7,2	7,5	13

Приготовление бактериальной культуры

Для определения общего количества колиформных, а также фекальных колиформ использовали метод ферментации в нескольких пробирках. Для приготовления микробной культуры использовали лактозный бульон, бриллиантовый зеленый и ЕС-бульон (Merck, Германия). Микробную культуру готовили в соответствии с процедурами, описанными в Стандартных методах [9].

Установка биореактора

Простая схема настоящего биореактора изображена на рисунке.Как видно на рисунке, система FBR имеет две цилиндрические колонны. Первая колонка была заполнена материалом ПВХ (высота 0,40 м) с эффективным размером 4 мм и плотностью 0,84 г / см ³ . Около 40% первой колонны было заполнено ПВХ для лучшего псевдоожижения слоя. Вторая колонка была заполнена гравием (высота 0,50 м) с эффективным размером 2 мм и плотностью 2,5 г / см ³ для окончательного осветления. Гравий был получен в окрестностях. Перед заполнением второго слоя гравий выдерживали в 10% растворе HCl для удаления глины и других остаточных загрязнений.Внешний диаметр, общая высота и общая емкость обеих колонок составляли 30 см, 150 см и 106 л соответственно. Все части реакторов были изготовлены из прозрачного оргстекла с толщиной стенок 2 мм. Сточные воды перекачивались перистальтическими насосами (Masterflex Cole-Parmer Vernon Hills, Иллинойс, США) со скоростью поверхностной нагрузки 5,0, 7,5 и 10,0 м / ч. Диапазон скоростей поверхностной нагрузки был выбран на основе размера фильтрующего материала и целевого загрязнителя [10-12]. Система FBR была разработана для поддержания 2 см столба сточной воды над обоими слоями, чтобы обеспечить постоянный расход.Перфорированные пластины диффузора (с диаметром отверстий 1 мм) использовались сверху и снизу слоев.

Схема экспериментальной установки.

На основании результатов предварительных испытаний в сосуде сульфат алюминия (30 мг / л) был добавлен во вторичные сточные воды с целью коагуляции. Хлор (1 мг / л) добавляли для дезинфекции сточных вод. Образцы сточных вод перемешивали с помощью вертикальной мешалки (Lovibond, США) для получения однородной среды в загружаемом материале. Система FBR работала в непрерывном режиме подачи путем закачки свежего сырья в реакторы.Биореакторы поддерживали при соответствующих температурах в течение примерно 10 дней, чтобы обеспечить уравновешивание температуры и рост микроорганизмов. После этого периода работоспособность настоящей системы FBR была исследована в среде с регулируемой температурой (35 ° C) путем сбора проб сточных вод из выходящего потока второго слоя через заранее определенные интервалы в 2 часа для дальнейших микробиологических и физико-химических анализов.

Падение давления и промывка слоев

Падение давления определялось как мера снижения скорости потока и эффективности удаления.Высота водяного столба над обеими колоннами поддерживалась равной 2 см, чтобы обеспечить постоянный расход и избежать канализации сточных вод. Когда высота водяного столба достигала примерно 2,2 см, колонки удаляли и промывали обратной промывкой дистиллированной водой. Более того, когда концентрация загрязняющих веществ в стоках биореактора превышала входящую концентрацию, биореактор очищали обратной промывкой. В настоящей работе оба метода были применены для исследования проблемы падения давления.Вторую колонку промывали обратной промывкой один раз в два дня работы, чтобы предотвратить падение давления. Во время обратной промывки второго слоя сточные воды из первой колонны рециркулировали к входу первого слоя для поддержания микробной активности. В данном случае было замечено, что большая часть ила улавливалась во внутренних частях второго слоя.

Результаты и обсуждение

Удаление БПК

₅ и ХПК

Концентрация биологической потребности в кислороде (БПК ₅ ) в сточных водах очистных сооружений может значительно влиять на уровень растворенного кислорода в принимающих водоемах.Суточная норма для БПК ₅ во вторичных сточных водах ограничена для поддержания на уровне 30 мг / л или ниже уполномоченной организацией [7,13]. Кроме того, концентрация BOD ₅ в чистой воде или чистых реках ограничена до 2 мг / л [14]. Следовательно, любые методы лечения должны снижать концентрацию БПК ₅ до уровня ниже 2 мг / л.

На рисунке a показано удаление BOD ₅ при различных скоростях поверхностной нагрузки. Из этого рисунка видно, что BOD ₅ и скорость поверхностной нагрузки существенно влияют на эффективность удаления.Более высокая эффективность удаления наблюдалась при поверхностной скорости 7,5 м / ч и концентрации БПК ₅ 18,5 мг / л. В этих условиях было удалено около 91% БПК ₅ , и наблюдаемая концентрация БПК ₅ в эффлюенте FBR составляла 1,67 мг / л. Кроме того, при этой поверхностной скорости и исходной концентрации BOD ₅ 19,5 мг / л измеренная концентрация в стоках составила около 1,95 мг / л. Таким образом, можно сделать вывод, что настоящая система может соответствовать доступным стандартам в 7.5 м / ч с гидравлической скоростью и начальной концентрацией БПК ₅ от 18,5 до 19,5 мг / л. Наименьшая эффективность удаления наблюдалась при 20,9 мг / л BOD ₅ и гидравлической скорости 10 м3 / ч. В этих условиях конечная концентрация БПК ₅ была определена как 6,11 мг / л.

Эффективность удаления BOD ₅ (а) и ХПК (б) при различных начальных концентрациях и скоростях поверхностного нагружения.

На рисунке b показано удаление ХПК при различных скоростях поверхностной нагрузки.Аналогичным образом, более высокая эффективность удаления ХПК наблюдалась при скорости поверхностной нагрузки 7,5 м / ч и начальной концентрации ХПК 34 мг / л. В этих условиях было удалено около 90,05% ХПК, а концентрация в сточных водах была снижена до около 3,23 мг / л. Для начальной концентрации ХПК 38 мг / л и скорости поверхностного нагружения 7,5 м / ч концентрация ХПК в стоках составила 4,06 мг / л. Кроме того, более низкая эффективность удаления наблюдалась при гидравлической скорости 10 м / ч. Основываясь на взаимосвязи между БПК _5, и ХПК [7,9], настоящая система может снизить входящую концентрацию ХПК до уровня ниже доступных стандартов при начальной концентрации ХПК от 34 до 38 мг / л и при 7.Гидравлическая скорость 5 м / ч.

При доочистке (коагуляция – флокуляция – дезинфекция для повторного использования в орошении) сточных вод установки вторичной очистки сточные воды в процентах удалялись по БПК ₅ и ХПК (исходные концентрации БПК ₅ и ХПК составляли 11,6 (± 3,1) мг / L и 38,8 (± 6,3) мг / л соответственно), что составило 46% и 39% соответственно. В исследовании авторы сообщили, что конечные концентрации БПК ₅ и ХПК были достигнуты до 6,3 (± 2.4) мг / л и 25,4 (± 4,8) мг / л соответственно [15]. В другой работе [16] была использована система медленной фильтрации через песок для доочистки выходящего потока из восходящего потока анаэробного слоя ила (UASB) реактора (средний BOD ₅ и COD составляли около 50 и 120 мг / л соответственно). Исследование пришло к выводу, что процент удаления для BOD _5, и COD был достигнут на уровне 43% и 34% в течение первых нескольких часов (36 часов) и достиг примерно 85% и 79% после 7 дней работы, соответственно. Таким образом, после 7 дней работы концентрации БПК ₅ и ХПК в медленных отходящих потоках песчаного фильтра были равны 7.5 и 25,2 мг / л соответственно [16]. Что касается медленной фильтрации песка и процесса коагуляции-флокуляции-дезинфекции, результаты, полученные в настоящей работе, были замечательными, так как конечные концентрации БПК ₅ и ХПК составляли 1,67 и 3,23 мг / л соответственно, что было намного ниже, чем в указанных работах. .

Удаление помутнения

Удаление помутнения необходимо для эффективного процесса дезинфекции. В водной среде агент мутности может защитить вирусные и бактериальные организмы от дезинфицирующих веществ.Для эффективной дезинфекции уполномоченная организация установила стандарт мутности на уровне 1 NTU. Кроме того, мутность может использоваться как мера производительности фильтра и падения давления [17,18]. По этой причине в данной работе удаление мутности было исследовано как важная характеристика сточных вод. На рисунке показано удаление мутности при различных единицах мутности и скорости поверхностной нагрузки. Наибольшая эффективность удаления наблюдалась при скорости поверхностной нагрузки 5 м / ч и 7.26 ед. Мутности. В этих условиях было удалено около 89,67% мутности, и поэтому конечное значение было ниже 0,75 NTU. Как упоминалось ранее, для эффективной дезинфекции мутность должна быть ниже 1 NTU. Следовательно, настоящая система FBR способна снизить мутность до уровня ниже 1 NTU.

Удаление мутности при различных единицах мутности и скорости поверхностного нагружения.

Учитывая более высокий процент удаления мутности (89,67%) и более низкую мутность в выходящем потоке, можно сделать вывод, что результаты, полученные в настоящей работе, были лучше, чем значения, указанные при последующей обработке выходящего потока реактора UASB медленной фильтрацией через песок [ 16].В этой работе средняя мутность составила 56,5 NTU, а максимальный процент удаления составил 91,60%. Основываясь на этой эффективности удаления, мутность сточных вод была достигнута в среднем до 2,9 NTU. В этой работе глубина песка и эффективный размер составляли 54 см и 0,43 мм соответственно. По сравнению с этой работой, несмотря на более высокую начальную мутность, настоящая система, содержащая псевдоожиженный слой с фильтрующей средой с глубиной гравия 50 см и эффективным размером 2 мм, кажется более эффективной и надежной для удаления мутности.В другой работе, проведенной для доочистки городских сточных вод с помощью медленной фильтрации песка, сообщалось, что более высокая эффективность удаления мутности составила около 88% для песка с эффективным размером 0,23 мм и глубиной песка 84 см [19]. По сравнению с медленной фильтрацией через песок [15,19], настоящие результаты показали лучший процент удаления мутности. В другой работе по доочистке вторичных сточных вод путем сочетания коагуляции, флокуляции и дезинфекции, начальная мутность была равна 6.9 (± 4,3) NTU и после лечения достигла 1,2 (± 0,4) NTU, что близко к настоящим результатам [15]. Общие результаты ясно демонстрируют, что только медленная фильтрация через песок не только достаточна для удаления мутности, и поэтому требуется дополнительный процесс обработки, такой как коагуляция или двухступенчатая фильтрация через слой, как в настоящей системе.

Удаление общего фосфора

Фосфат существует в окружающей среде в основном в ионизированной форме и естественным образом встречается в некоторых породах и почвах. Он необходим для роста растений как макроэлемент большинства биологических существ и классифицируется как один из основных ограничивающих питательных веществ организмов, живущих в водных ресурсах.Основная роль фосфора в окружающей среде хорошо известна как эвтрофикация поверхностных вод в его чрезмерном пределе [20].

Удаление общего фосфора (TP) настоящей системой показано на рисунке. Как видно из этого рисунка, удаление фосфора увеличивалось с увеличением начальной концентрации фосфора и достигало максимальной эффективности удаления 4,8 мг / л. Кроме того, эффективность удаления снижалась с увеличением скорости поверхностной нагрузки и была максимальной при 5 м / ч.При начальной концентрации фосфора 4,80 мг / л и скорости поверхностной нагрузки 5 м / ч эффективность удаления составила около 89,1%. Концентрация в сточных водах достигла примерно 0,52 мг / л, что ниже, чем сообщается для концентрации фосфора (0,5–1,0 мг / л) для защиты от эвтрофикации [21].

Эффективность удаления общего фосфора при различной начальной концентрации и скорости поверхностной нагрузки.

Удаление кишечной палочки без хлорирования при разной скорости организма и разной гидравлической скорости

Болезни, передающиеся через воду, являются одними из основных случаев болезней человека.Сброс сточных вод очистных сооружений, содержащих любые виды микроорганизмов, может вызвать загрязнение водоснабжения [22]. С другой стороны, неправильно спроектированные и эксплуатируемые водоочистные сооружения не могут эффективно удалить патогенные организмы из питьевой воды. Эта проблема может привести к неприятным последствиям в развивающихся странах, где нет значительных средств обеззараживания воды [18,23,24]. По оценкам Всемирной организации здравоохранения [18], 1,1 миллиарда человек во всем мире не имеют доступа к безопасной воде.Потребление загрязненной воды может вызвать многие серьезные заболевания, такие как брюшной тиф, гепатит А и Е, полиомиелит и холера [5]. Многие микроорганизмы, особенно группы кишечной палочки, могут вызывать различные типы заболеваний, передающихся через воду. Следовательно, инактивация патогенных организмов соответствующими методами необходима для защиты здоровья человека от употребления загрязненной воды. Первоначально хлор и его промежуточные соединения представляют собой обычные химические вещества, которые добавляют в воду для инактивации патогенных микроорганизмов [6,25].Недавно многие исследователи указали, что добавление хлора для дезинфекции воды может производить множество побочных продуктов, которые являются канцерогенами для здоровья человека. Удаление этих соединений эффективным методом само по себе является серьезной задачей в области обеззараживания воды [7]. По этой причине были бы полезны любые эффективные методы, такие как усовершенствованные процессы окисления [26,27], которые могут быть способны удалять патогенные микроорганизмы без образования побочных продуктов. Из литературы видно, что обычно применяемыми методами удаления микроорганизмов являются хлорирование, озонирование, УФ-облучение и другие методы окисления [28].Однако, насколько нам известно, существует мало работы по удалению фекалий и общих колиформных бактерий с помощью псевдоожиженного слоя, сопровождаемого фильтровальной установкой. По этой причине в настоящей работе также была исследована эффективность системы FBR с хлорированием и без хлорирования для удаления общих и фекальных колиформных организмов.

На рисунке показано удаление общих и фекальных колиформ без какого-либо хлорирования сточных вод при различных концентрациях микроорганизмов и скорости поверхностной нагрузки. При скорости поверхностной нагрузки 5 м / ч удаление общей колиформной группы увеличивалось по мере того, как общая концентрация колиформ увеличивалась с 22 × 10 ³ до 53 × 10 ³ (MPN, наиболее вероятное число), а затем достигала стационарного значения. стадия увеличения общей концентрации кишечной палочки с 53 × 10 ³ до 175 × 10 ³ (MPN).Для общих концентраций кишечной палочки 22 × 10 ³ , 46 × 10 ³ и 175 × 10 ³ (MPN) эффективность удаления составила 32, 77 и 77% соответственно. Общие концентрации кишечной палочки в сточных водах при этих значениях эффективности удаления составляли примерно 15, 12 и 41 × 10 ³ (MPN), соответственно, что было неприемлемо для сброса сточных вод в окружающую среду без хлорирования. Удаление фекальных колиформ при скорости поверхностной нагрузки 5 м / ч увеличивалось примерно линейно с увеличением концентрации фекальных колиформ с 14 × 10 ³ до 50 × 10 ³ (MPN).Эффективность удаления составляла 50 и 82% для концентраций фекальных колиформ 14 × 10 ³ и 50 × 10 ³ (MPN), соответственно. В соответствии с этими процентами удаления, концентрации сточных фекальных колиформных бактерий были определены как 7 × 10 ³ и 9 × 10 ³ (MPN), соответственно. Результаты показали, что конечные концентрации фекальных колиформных бактерий не соответствовали стандартным уровням для фекальных колиформ.

Удаление общих колиформных бактерий (а) и фекальных колиформ (b) при различных концентрациях микроорганизмов и скорости поверхностной нагрузки без хлорирования (НДН: наиболее вероятное число).

При скорости поверхностной нагрузки 7,5 м / ч эффективность удаления была увеличена примерно линейно для фекальных общих колиформ с 52 до 60% при увеличении общей концентрации колиформ с 27 × 10 ³ до 140 × 10 ³ (MPN) , соответственно. Для этих значений общие концентрации кишечной палочки в стоках составляли от 13 × 10 ³ до 56 × 10 ³ (MPN), соответственно. Для фекальных колиформ эффективность удаления увеличилась с 44 до 73% с увеличением концентрации колиформ с 16 × 10 ³ до 105 × 10 ³ (MPN), соответственно.Концентрация сточных фекальных колиформ составляла 9 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 44% и 28 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 73%. Результат показал, что общая колиформная или фекальная колиформная бактерия при этих значениях эффективности удаления не соответствовала стандартным уровням для выбросов в окружающую среду. Следовательно, увеличение скорости поверхностной нагрузки с 5 до 7,5 м / ч привело к снижению эффективности удаления кишечной палочки.

При скорости поверхностной нагрузки 10 м / ч эффективность удаления общих и фекальных колиформ снижалась с увеличением концентрации колиформ.При увеличении общей концентрации кишечной палочки с 33 × 10 ³ до 110 × 10 ³ (MPN) эффективность удаления снизилась с 64 до 45% соответственно. С другой стороны, эффективность удаления фекальных колиформных бактерий снизилась с 53 до 35% с увеличением концентрации фекальных колиформ с 17 × 10 ³ до 60 × 10 ³ (MPN), соответственно. Концентрация общей колиформной группы в эффлюентах фильтров составляла 12 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 64% и 60 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 45%.Аналогичным образом, концентрация фекальных колиформ составляла 8 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 53% и 39 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 35%.

Результаты показали, что общие и фекальные колиформные бактерии могут быть эффективно удалены при скорости поверхностной нагрузки 5 и 7,5 м / ч с увеличением концентрации в организме. Снижение эффективности удаления кишечной палочки при поверхностной скорости 10 м / ч может быть связано с удалением слоя биопленки из псевдоожиженного слоя, а также из-за дезориентации фильтрующего слоя в условиях высокой гидравлической нагрузки.Таким образом, можно сделать вывод, что как поверхностная скорость, так и концентрация микроорганизмов будут влиять на эффективность удаления. В целом, концентрация микроорганизмов в виде кишечной палочки из сточных вод заводов и поступающих в систему FBR находилась в диапазоне 15–175 × 10 ³ (MPN), и настоящая система удаляла от 30% до 83% микроорганизмов в зависимости от тип микроорганизма и скорость поверхностной нагрузки. Однако следует отметить, что стандарт сброса вторичных сточных вод как бактерий группы кишечной палочки, как сообщается, ниже 200–400 MPN / 100 мл [28].Процент удаления существующей системы был значительным, но FBR не мог соответствовать стандартам сброса сточных вод для организмов группы кишечной палочки без хлорирования. Следовательно, при очистке вторичных сточных вод с помощью системы FBR потребуется надлежащая дезинфекция.

Удаление колиформных бактерий хлорированием

На рисунке показано влияние добавления хлора на эффективность удаления колиформных организмов в используемом реакторе. Как видно из этого рисунка, добавление хлора приводит к увеличению удаления микроорганизмов без влияния скорости гидравлической нагрузки.При хлорировании было удалено от 90 до 98% как общих, так и фекальных колиформ, в зависимости от концентрации колиформ и степени гидравлической нагрузки на поверхность. Принимая во внимание все применяемые скорости поверхностной нагрузки и различные концентрации микроорганизмов, конечные концентрации как для общей, так и для фекальной колиформной группы были достигнуты ниже 2,2 MPN / 100 мл. Таким образом, можно сделать вывод, что система FBR может соответствовать стандарту воды для питьевой воды с добавлением хлора [13]. Сообщается, что концентрация хлора для окисления неочищенных или вторичных сточных вод может достигать 5–20 мг / л и на таком более высоком уровне; Добавление хлора приводит к увеличению концентрации ИВ в очищаемых сточных водах [28].Однако в настоящей работе мы не наблюдали прироста концентрации ИВ при FBR – хлорировании вторичных сточных вод для удаления колиформных организмов. Что еще более важно, использованная концентрация хлора (1 мг / л), применяемая во вторичных сточных водах, была очень низкой по сравнению с другими исследованиями, что указывает на преимущество настоящей системы для удаления микроорганизмов.

Удаление общих колиформных бактерий (a) и фекальных колиформ (b) при различных концентрациях микроорганизмов и степени нагрузки на поверхность с помощью хлорирования (MPN: наиболее вероятное число).

В таблице приведены данные о производительности, касающиеся сравнения различных конфигураций FBR для очистки различных типов сточных вод, таких как сточные воды с синтетическим крахмалом [29], розовые воды [30], настоящие текстильные сточные воды [31], сточные воды, загрязненные дизельным топливом [32] сточные воды пивоваренных заводов [33], текстильные сточные воды [34] и сточные воды высококонцентрированных спиртзаводов [35]. Данные производительности показывают, что был проведен широкий диапазон рабочих условий для удаления ХПК, БПК ₅ , цвета, TS, TP и других.Различные типы материалов, такие как ПВХ, гравий, гранулированный активированный уголь (GAC), пемза, частицы вулканической породы, мелкие частицы кремнезема, полиэтиленовый материал и природный цеолит, использовались в качестве среды для поддержки роста. Данные производительности показывают, что исходный pH был установлен в диапазоне от 6,7 до 7,8, а широкий диапазон начальных значений ХПК был исследован в пределах от 32 до 7000 мг / л. На основании максимальных удалений, полученных из различных конфигураций FBR, настоящие данные кажутся сопоставимыми с данными других (таблица).Однако следует отметить, что различия обусловлены характеристиками исследуемых сточных вод и экспериментальными условиями, такими как применяемые скорости загрузки, начальная концентрация загрязняющих веществ, время гидравлического удерживания, рабочая температура, а также различные типы поддерживающих сред. Эти различия также можно объяснить присутствием в сточных водах нескольких стойких неорганических соединений, сложных компонентов и других нежелательных примесей.

Таблица 2

Сравнение различных типологий FBR для очистки различных типов сточных вод

Начальные концентрации и уровни загрузки Розовая вода

---

Тип сточных вод	Тип и размеры реактора	Вспомогательный материал	Условия эксплуатации	Эффективность	Артикул и регион
				(т.е.е. ХПК, БПК 5 , удаление TS и т. Д.)
Стоки установок вторичной очистки сточных вод	Двухступенчатый FBR, V = 106 л, H = 1,5 м, D = 0,30 м	ПВХ и гравий	ХПК = 32-40 мг / л	pH = 7,2-7,5	90,5%, 91%, 89,7%, 89,1% и 98% ХПК, БПК 5 , мутность, TP и удаление кишечной палочки , соответственно	Настоящее исследование, Иран
			BOD 5 = 16.9-21,5 мг / л	T = 35 ° C
				v f = 5, 7,5 и 10 м / ч
			TS = 556–704,6 мг / л
			Мутность = 6,2-7,5 NTU
Сточные воды из синтетического крахмала	Анаэробный конический FBR, V = 7,8 л	Гранулированный активированный уголь (GAC)	OLR = 1,0-85,44 кг COD16 / (м 3 3 3 3 день)	pH = 6,8-7,2	Удаление ХПК 92%	Parthiban et al.[3], Индия
				HRT = 1,97–26,74 ч
			ХПК = 1100–7000 мг / л
			БПК 5 = 690–5960 мг / л
GAC-FBR, H = 4,9 м, D = 0,51 м	GAC	TNT = 3,5-56,2 мг / л	pH = 6,8-7	TNT сточных вод = <0,03 - 2,8 мг / л	Maloney et al. [30], США
			HRT = 125–375 мин
			T = 67–106.5 ° F
Текстильные сточные воды	Анаэробный FBR, V = 4 L, H = 73 см, D = 5,2 см	Пемза	OLR = 1–5 кг ХПК / (м 3 .day) ХПК = 1030–6000 мг / л	HRT = 24 часа	82%, 94% и 59% ХПК, БПК 5 и удаления цвета соответственно	Sen and Demirer [31 ], Турция
				T = 35 (± 2) ° C
				v f = 19 м / ч
Сточные воды, загрязненные дизельным топливом	Трехфазный FBR, V = 200L, H = 3 м, D = 0.17 м	Частицы лавы	DF = 50–700 мг / л ХПК = 547–4025 мг / л	pH = 6,7–7,8	> 99,9%, 96,2%, 99,9% и 47,8% удаления DF, COD, TS и мутности соответственно	Lohi et al. [32], Канада
				HRT = 4 ч
				T = 20 (± 5) ° C
				v f = 0,3 см / с
Сточные воды пивоваренного завода	Анаэробный обратный FBR, V = 1.9 L, H = 1,37 м, D = 4,48 см	Мелкий диоксид кремния		pH = 7	> 90% удаления ХПК	Alvarado-Lassman et al. [33], Мексика
		частиц и полиэтиленового материала	OLR = 70 кг ХПК / (м 3 . День)	T = 35 ° C
				v f = 6 м / ч
			БПК 5 = 1375 мг / л
Текстильные сточные воды	Анаэробный FBR, V = 3.75 л, H = 750 мм, D = 80 см	Активированный уголь	OLR = 1,5-8,4 кг ХПК / (м 3 . День) ХПК = 810–4200 мг / л	pH = 7,8	98%, 95% и 65% ХПК, БПК 5 и удаления цвета соответственно	Харун и Идрис [34], Малайзия
				HRT = 4–12 ч T = 35 ° C
Высокопрочные сточные воды ликероводочного завода	Анаэробный FBR, V = 5,9 л, H = 74 см, D = 6.5 см	Природный цеолит	OLR = 3–20 кг ХПК / (м 3 . День)	pH = 6,7-7,6	Удаление ХПК> 80%	Fernandez et al. [35], Чили
				T = 30 (± 2) ° C

Как видно из недавней литературы, нет систематических статей, специально посвященных исследованию применения двухступенчатой ​​системы FBR. с фильтрационной колонной для доочистки стоков установок вторичной очистки сточных вод.По этой причине настоящее исследование направлено на восполнение пробела в этой области путем сосредоточения внимания на эффективности обработки с помощью технологии FBR реальных вторичных сточных вод. Более того, большинство исследований проводились в лабораторных условиях; однако применимость системы FBR была специально исследована в экспериментальном масштабе в настоящей работе. Помимо обычных параметров сточных вод, эффективность двухступенчатой ​​системы FBR также была исследована в качестве конкретной цели для инактивации патогенных организмов (т.е. общий и фекальный колиформный организм) с хлорированием и без него. На основании вышеизложенного подчеркивается новизна настоящего исследования путем сравнения экспериментальных результатов с предыдущими публикациями.

Дополнительная очистка стоков установки вторичной очистки сточных вод с использованием двухступенчатой ​​системы биореактора с псевдоожиженным слоем

Реферат

Целью данного исследования было изучение производительности системы двухступенчатого реактора с псевдоожиженным слоем (FBR) для пост- -очистка сточных вод заводов вторичной очистки сточных вод (Шахрак Гарб, Тегеран, Иран).Предложенная схема очистки была оценена с использованием опытных реакторов (вместимостью 106 л), заполненных ПВХ в качестве псевдоожиженного слоя (первая ступень) и гравием для целей фильтрации (вторая ступень). Сульфат алюминия (30 мг / л) и хлор (1 мг / л) использовали для коагуляции и дезинфекции сточных вод соответственно. Чтобы контролировать работу системы FBR, в пробах сточных вод отслеживали изменение нескольких параметров (биохимическая потребность в кислороде (БПК ₅ ), химическая потребность в кислороде (ХПК), мутность, общий фосфор, общая колиформная группа и фекальная колиформная группа).Результаты показали, что предлагаемая система может эффективно снизить БПК _5, и ХПК ниже 1,95 и 4,06 мг / л соответственно. Мутность сточных вод может быть ниже 0,75 NTU, что ниже, чем сообщалось для целей дезинфекции. Общий фосфор был снижен до 0,52 мг / л, что близко к нынешнему стандарту фосфора для предотвращения процесса эвтрофикации. В зависимости от концентрации микроорганизмов и скорости нагрузки на поверхность (5–10 м / ч) от 35 до 75% и от 67 до 97% колиформ удалялись без и с добавлением хлора, соответственно.Результаты этого исследования четко подтвердили эффективность системы FBR для доочистки стоков со станций вторичной очистки сточных вод без каких-либо проблем с твердыми частицами во время хлорирования.

Ключевые слова: Вторичный сток, ХПК, колиформ, реактор с псевдоожиженным слоем

Введение

Применение реакторов с псевдоожиженным слоем (FBR) для очистки сточных вод сегодня привлекло большое внимание в мире из-за их высокой эффективности, а также низких капитальных затрат и операционные затраты.Эта технология также набирает популярность в результате ужесточения стандартов сброса и увеличения потребности в регенерации воды. В последние годы технология FBR также использовалась в качестве эффективного метода для очистки различных типов высококонцентрированных сточных вод, таких как кукурузный настой [1], сточные воды ликероводочного завода [2], синтетические сточные воды саго [3], сточные воды с высоким содержанием сульфатов [ 4] и так далее.

Как правило, сточные воды со станций вторичной очистки сточных вод дополнительно обрабатываются на установках доочистки для повторного использования.На установках доочистки для очистки или доочистки сточных вод могут использоваться различные методы, такие как мембранные процессы, процесс усовершенствованного окисления, адсорбция, фильтрация и другие [5,6]. Свойства сточных вод могут напрямую влиять на скорость фильтрации и выбор подходящего фильтрующего материала. На водоочистных сооружениях фильтрующий материал часто выбирается в виде песка и фиксируется в резервуаре [7]. При фильтрации сточных вод установок вторичной очистки сточных вод для будущего повторного использования размеры фильтрующих материалов часто меньше и больше для предотвращения попадания одежды, а также для увеличения времени работы.Однако в этом случае фильтрующий материал может быть не в состоянии должным образом обрабатывать сточные воды из-за большего размера фильтрующего материала [8]. Если фильтрующий материал выбран как можно более тонким, основными проблемами станут одежда и меньшее время работы. Чтобы преодолеть эти проблемы, подходящей альтернативой может быть обработка сточных вод перед прохождением через фильтрующий материал [7]. Учитывая вышеизложенное, следует отметить, что технология FBR может быть использована как эффективный метод полной биологической очистки вторичных сточных вод перед фильтрацией.

Насколько известно авторам, в литературе нет систематических статей, специально посвященных исследованию применения двухступенчатой ​​системы FBR с фильтрационной колонной для очистки вторичных стоков. Поэтому уточнение места данной темы в схеме вторичной очистки сточных вод можно рассматривать как отдельную область исследования для сравнения результатов с вышеупомянутыми исследованиями. По этой причине целью настоящей работы было исследование производительности двухступенчатой ​​системы биореактора с псевдоожиженным слоем, заполненной ПВХ в качестве псевдоожиженного слоя (первая ступень) и гравием для целей фильтрации (вторая ступень) для поста. -очистка стоков со станций вторичной очистки сточных вод.

Материалы и методы

Образец сточных вод

Образцы неочищенных сточных вод были взяты из сточных вод очистных сооружений Shahrak Gharb (Тегеран, Иран). Тип очистки на очистных сооружениях Shahrak Gharb – активный ил с поверхностным аэратором. Некоторые характеристики сточных вод образцов приведены в таблице. Компоненты полученных образцов определяли по методикам, описанным в Стандартных методах [9].

Таблица 1

Характеристики стоков установок вторичной очистки сточных вод

---

6

---

6

---

6

---

Азот по Кьельдалю (TKN, мг / л)

---

9089

---

908 100 мл)

---

9105

Параметры	Минимум	Максимум	Среднее значение	908
5-дневная биохимическая потребность в кислороде (БПК 5 , мг / л)	16.9	21,5	18,76	1,78
Химическая потребность в кислороде (ХПК, мг / л)	32	40	40	0	0,69	2,76	1,69	0,797
Общий фосфор (TP, мг / л)	4,75	0,16
Общее количество твердых веществ (TS, мг / л)	556	704,6	640,72	970 970 970 970 908 900U	6,2	7,5	6,86	0,559
Электропроводность (ЕС, мкмос / см)	730	935	67870867 83306
Всего колиформ (MPN / 100 мл)	22 × 10 3	175 × 10 3	115800	61650
14 × 10 3	105 × 10 3	58280	37420
pH	7,2	7,5	7,2	7,5	13

Приготовление бактериальной культуры

Для определения общего количества колиформных, а также фекальных колиформ использовали метод ферментации в нескольких пробирках. Для приготовления микробной культуры использовали лактозный бульон, бриллиантовый зеленый и ЕС-бульон (Merck, Германия). Микробную культуру готовили в соответствии с процедурами, описанными в Стандартных методах [9].

Установка биореактора

Простая схема настоящего биореактора изображена на рисунке.Как видно на рисунке, система FBR имеет две цилиндрические колонны. Первая колонка была заполнена материалом ПВХ (высота 0,40 м) с эффективным размером 4 мм и плотностью 0,84 г / см ³ . Около 40% первой колонны было заполнено ПВХ для лучшего псевдоожижения слоя. Вторая колонка была заполнена гравием (высота 0,50 м) с эффективным размером 2 мм и плотностью 2,5 г / см ³ для окончательного осветления. Гравий был получен в окрестностях. Перед заполнением второго слоя гравий выдерживали в 10% растворе HCl для удаления глины и других остаточных загрязнений.Внешний диаметр, общая высота и общая емкость обеих колонок составляли 30 см, 150 см и 106 л соответственно. Все части реакторов были изготовлены из прозрачного оргстекла с толщиной стенок 2 мм. Сточные воды перекачивались перистальтическими насосами (Masterflex Cole-Parmer Vernon Hills, Иллинойс, США) со скоростью поверхностной нагрузки 5,0, 7,5 и 10,0 м / ч. Диапазон скоростей поверхностной нагрузки был выбран на основе размера фильтрующего материала и целевого загрязнителя [10-12]. Система FBR была разработана для поддержания 2 см столба сточной воды над обоими слоями, чтобы обеспечить постоянный расход.Перфорированные пластины диффузора (с диаметром отверстий 1 мм) использовались сверху и снизу слоев.

Схема экспериментальной установки.

На основании результатов предварительных испытаний в сосуде сульфат алюминия (30 мг / л) был добавлен во вторичные сточные воды с целью коагуляции. Хлор (1 мг / л) добавляли для дезинфекции сточных вод. Образцы сточных вод перемешивали с помощью вертикальной мешалки (Lovibond, США) для получения однородной среды в загружаемом материале. Система FBR работала в непрерывном режиме подачи путем закачки свежего сырья в реакторы.Биореакторы поддерживали при соответствующих температурах в течение примерно 10 дней, чтобы обеспечить уравновешивание температуры и рост микроорганизмов. После этого периода работоспособность настоящей системы FBR была исследована в среде с регулируемой температурой (35 ° C) путем сбора проб сточных вод из выходящего потока второго слоя через заранее определенные интервалы в 2 часа для дальнейших микробиологических и физико-химических анализов.

Падение давления и промывка слоев

Падение давления определялось как мера снижения скорости потока и эффективности удаления.Высота водяного столба над обеими колоннами поддерживалась равной 2 см, чтобы обеспечить постоянный расход и избежать канализации сточных вод. Когда высота водяного столба достигала примерно 2,2 см, колонки удаляли и промывали обратной промывкой дистиллированной водой. Более того, когда концентрация загрязняющих веществ в стоках биореактора превышала входящую концентрацию, биореактор очищали обратной промывкой. В настоящей работе оба метода были применены для исследования проблемы падения давления.Вторую колонку промывали обратной промывкой один раз в два дня работы, чтобы предотвратить падение давления. Во время обратной промывки второго слоя сточные воды из первой колонны рециркулировали к входу первого слоя для поддержания микробной активности. В данном случае было замечено, что большая часть ила улавливалась во внутренних частях второго слоя.

Результаты и обсуждение

Удаление БПК

₅ и ХПК

Концентрация биологической потребности в кислороде (БПК ₅ ) в сточных водах очистных сооружений может значительно влиять на уровень растворенного кислорода в принимающих водоемах.Суточная норма для БПК ₅ во вторичных сточных водах ограничена для поддержания на уровне 30 мг / л или ниже уполномоченной организацией [7,13]. Кроме того, концентрация BOD ₅ в чистой воде или чистых реках ограничена до 2 мг / л [14]. Следовательно, любые методы лечения должны снижать концентрацию БПК ₅ до уровня ниже 2 мг / л.

На рисунке a показано удаление BOD ₅ при различных скоростях поверхностной нагрузки. Из этого рисунка видно, что BOD ₅ и скорость поверхностной нагрузки существенно влияют на эффективность удаления.Более высокая эффективность удаления наблюдалась при поверхностной скорости 7,5 м / ч и концентрации БПК ₅ 18,5 мг / л. В этих условиях было удалено около 91% БПК ₅ , и наблюдаемая концентрация БПК ₅ в эффлюенте FBR составляла 1,67 мг / л. Кроме того, при этой поверхностной скорости и исходной концентрации BOD ₅ 19,5 мг / л измеренная концентрация в стоках составила около 1,95 мг / л. Таким образом, можно сделать вывод, что настоящая система может соответствовать доступным стандартам в 7.5 м / ч с гидравлической скоростью и начальной концентрацией БПК ₅ от 18,5 до 19,5 мг / л. Наименьшая эффективность удаления наблюдалась при 20,9 мг / л BOD ₅ и гидравлической скорости 10 м3 / ч. В этих условиях конечная концентрация БПК ₅ была определена как 6,11 мг / л.

Эффективность удаления BOD ₅ (а) и ХПК (б) при различных начальных концентрациях и скоростях поверхностного нагружения.

На рисунке b показано удаление ХПК при различных скоростях поверхностной нагрузки.Аналогичным образом, более высокая эффективность удаления ХПК наблюдалась при скорости поверхностной нагрузки 7,5 м / ч и начальной концентрации ХПК 34 мг / л. В этих условиях было удалено около 90,05% ХПК, а концентрация в сточных водах была снижена до около 3,23 мг / л. Для начальной концентрации ХПК 38 мг / л и скорости поверхностного нагружения 7,5 м / ч концентрация ХПК в стоках составила 4,06 мг / л. Кроме того, более низкая эффективность удаления наблюдалась при гидравлической скорости 10 м / ч. Основываясь на взаимосвязи между БПК _5, и ХПК [7,9], настоящая система может снизить входящую концентрацию ХПК до уровня ниже доступных стандартов при начальной концентрации ХПК от 34 до 38 мг / л и при 7.Гидравлическая скорость 5 м / ч.

При доочистке (коагуляция – флокуляция – дезинфекция для повторного использования в орошении) сточных вод установки вторичной очистки сточные воды в процентах удалялись по БПК ₅ и ХПК (исходные концентрации БПК ₅ и ХПК составляли 11,6 (± 3,1) мг / L и 38,8 (± 6,3) мг / л соответственно), что составило 46% и 39% соответственно. В исследовании авторы сообщили, что конечные концентрации БПК ₅ и ХПК были достигнуты до 6,3 (± 2.4) мг / л и 25,4 (± 4,8) мг / л соответственно [15]. В другой работе [16] была использована система медленной фильтрации через песок для доочистки выходящего потока из восходящего потока анаэробного слоя ила (UASB) реактора (средний BOD ₅ и COD составляли около 50 и 120 мг / л соответственно). Исследование пришло к выводу, что процент удаления для BOD _5, и COD был достигнут на уровне 43% и 34% в течение первых нескольких часов (36 часов) и достиг примерно 85% и 79% после 7 дней работы, соответственно. Таким образом, после 7 дней работы концентрации БПК ₅ и ХПК в медленных отходящих потоках песчаного фильтра были равны 7.5 и 25,2 мг / л соответственно [16]. Что касается медленной фильтрации песка и процесса коагуляции-флокуляции-дезинфекции, результаты, полученные в настоящей работе, были замечательными, так как конечные концентрации БПК ₅ и ХПК составляли 1,67 и 3,23 мг / л соответственно, что было намного ниже, чем в указанных работах. .

Удаление помутнения

Удаление помутнения необходимо для эффективного процесса дезинфекции. В водной среде агент мутности может защитить вирусные и бактериальные организмы от дезинфицирующих веществ.Для эффективной дезинфекции уполномоченная организация установила стандарт мутности на уровне 1 NTU. Кроме того, мутность может использоваться как мера производительности фильтра и падения давления [17,18]. По этой причине в данной работе удаление мутности было исследовано как важная характеристика сточных вод. На рисунке показано удаление мутности при различных единицах мутности и скорости поверхностной нагрузки. Наибольшая эффективность удаления наблюдалась при скорости поверхностной нагрузки 5 м / ч и 7.26 ед. Мутности. В этих условиях было удалено около 89,67% мутности, и поэтому конечное значение было ниже 0,75 NTU. Как упоминалось ранее, для эффективной дезинфекции мутность должна быть ниже 1 NTU. Следовательно, настоящая система FBR способна снизить мутность до уровня ниже 1 NTU.

Удаление мутности при различных единицах мутности и скорости поверхностного нагружения.

Учитывая более высокий процент удаления мутности (89,67%) и более низкую мутность в выходящем потоке, можно сделать вывод, что результаты, полученные в настоящей работе, были лучше, чем значения, указанные при последующей обработке выходящего потока реактора UASB медленной фильтрацией через песок [ 16].В этой работе средняя мутность составила 56,5 NTU, а максимальный процент удаления составил 91,60%. Основываясь на этой эффективности удаления, мутность сточных вод была достигнута в среднем до 2,9 NTU. В этой работе глубина песка и эффективный размер составляли 54 см и 0,43 мм соответственно. По сравнению с этой работой, несмотря на более высокую начальную мутность, настоящая система, содержащая псевдоожиженный слой с фильтрующей средой с глубиной гравия 50 см и эффективным размером 2 мм, кажется более эффективной и надежной для удаления мутности.В другой работе, проведенной для доочистки городских сточных вод с помощью медленной фильтрации песка, сообщалось, что более высокая эффективность удаления мутности составила около 88% для песка с эффективным размером 0,23 мм и глубиной песка 84 см [19]. По сравнению с медленной фильтрацией через песок [15,19], настоящие результаты показали лучший процент удаления мутности. В другой работе по доочистке вторичных сточных вод путем сочетания коагуляции, флокуляции и дезинфекции, начальная мутность была равна 6.9 (± 4,3) NTU и после лечения достигла 1,2 (± 0,4) NTU, что близко к настоящим результатам [15]. Общие результаты ясно демонстрируют, что только медленная фильтрация через песок не только достаточна для удаления мутности, и поэтому требуется дополнительный процесс обработки, такой как коагуляция или двухступенчатая фильтрация через слой, как в настоящей системе.

Удаление общего фосфора

Фосфат существует в окружающей среде в основном в ионизированной форме и естественным образом встречается в некоторых породах и почвах. Он необходим для роста растений как макроэлемент большинства биологических существ и классифицируется как один из основных ограничивающих питательных веществ организмов, живущих в водных ресурсах.Основная роль фосфора в окружающей среде хорошо известна как эвтрофикация поверхностных вод в его чрезмерном пределе [20].

Удаление общего фосфора (TP) настоящей системой показано на рисунке. Как видно из этого рисунка, удаление фосфора увеличивалось с увеличением начальной концентрации фосфора и достигало максимальной эффективности удаления 4,8 мг / л. Кроме того, эффективность удаления снижалась с увеличением скорости поверхностной нагрузки и была максимальной при 5 м / ч.При начальной концентрации фосфора 4,80 мг / л и скорости поверхностной нагрузки 5 м / ч эффективность удаления составила около 89,1%. Концентрация в сточных водах достигла примерно 0,52 мг / л, что ниже, чем сообщается для концентрации фосфора (0,5–1,0 мг / л) для защиты от эвтрофикации [21].

Эффективность удаления общего фосфора при различной начальной концентрации и скорости поверхностной нагрузки.

Удаление кишечной палочки без хлорирования при разной скорости организма и разной гидравлической скорости

Болезни, передающиеся через воду, являются одними из основных случаев болезней человека.Сброс сточных вод очистных сооружений, содержащих любые виды микроорганизмов, может вызвать загрязнение водоснабжения [22]. С другой стороны, неправильно спроектированные и эксплуатируемые водоочистные сооружения не могут эффективно удалить патогенные организмы из питьевой воды. Эта проблема может привести к неприятным последствиям в развивающихся странах, где нет значительных средств обеззараживания воды [18,23,24]. По оценкам Всемирной организации здравоохранения [18], 1,1 миллиарда человек во всем мире не имеют доступа к безопасной воде.Потребление загрязненной воды может вызвать многие серьезные заболевания, такие как брюшной тиф, гепатит А и Е, полиомиелит и холера [5]. Многие микроорганизмы, особенно группы кишечной палочки, могут вызывать различные типы заболеваний, передающихся через воду. Следовательно, инактивация патогенных организмов соответствующими методами необходима для защиты здоровья человека от употребления загрязненной воды. Первоначально хлор и его промежуточные соединения представляют собой обычные химические вещества, которые добавляют в воду для инактивации патогенных микроорганизмов [6,25].Недавно многие исследователи указали, что добавление хлора для дезинфекции воды может производить множество побочных продуктов, которые являются канцерогенами для здоровья человека. Удаление этих соединений эффективным методом само по себе является серьезной задачей в области обеззараживания воды [7]. По этой причине были бы полезны любые эффективные методы, такие как усовершенствованные процессы окисления [26,27], которые могут быть способны удалять патогенные микроорганизмы без образования побочных продуктов. Из литературы видно, что обычно применяемыми методами удаления микроорганизмов являются хлорирование, озонирование, УФ-облучение и другие методы окисления [28].Однако, насколько нам известно, существует мало работы по удалению фекалий и общих колиформных бактерий с помощью псевдоожиженного слоя, сопровождаемого фильтровальной установкой. По этой причине в настоящей работе также была исследована эффективность системы FBR с хлорированием и без хлорирования для удаления общих и фекальных колиформных организмов.

На рисунке показано удаление общих и фекальных колиформ без какого-либо хлорирования сточных вод при различных концентрациях микроорганизмов и скорости поверхностной нагрузки. При скорости поверхностной нагрузки 5 м / ч удаление общей колиформной группы увеличивалось по мере того, как общая концентрация колиформ увеличивалась с 22 × 10 ³ до 53 × 10 ³ (MPN, наиболее вероятное число), а затем достигала стационарного значения. стадия увеличения общей концентрации кишечной палочки с 53 × 10 ³ до 175 × 10 ³ (MPN).Для общих концентраций кишечной палочки 22 × 10 ³ , 46 × 10 ³ и 175 × 10 ³ (MPN) эффективность удаления составила 32, 77 и 77% соответственно. Общие концентрации кишечной палочки в сточных водах при этих значениях эффективности удаления составляли примерно 15, 12 и 41 × 10 ³ (MPN), соответственно, что было неприемлемо для сброса сточных вод в окружающую среду без хлорирования. Удаление фекальных колиформ при скорости поверхностной нагрузки 5 м / ч увеличивалось примерно линейно с увеличением концентрации фекальных колиформ с 14 × 10 ³ до 50 × 10 ³ (MPN).Эффективность удаления составляла 50 и 82% для концентраций фекальных колиформ 14 × 10 ³ и 50 × 10 ³ (MPN), соответственно. В соответствии с этими процентами удаления, концентрации сточных фекальных колиформных бактерий были определены как 7 × 10 ³ и 9 × 10 ³ (MPN), соответственно. Результаты показали, что конечные концентрации фекальных колиформных бактерий не соответствовали стандартным уровням для фекальных колиформ.

Удаление общих колиформных бактерий (а) и фекальных колиформ (b) при различных концентрациях микроорганизмов и скорости поверхностной нагрузки без хлорирования (НДН: наиболее вероятное число).

При скорости поверхностной нагрузки 7,5 м / ч эффективность удаления была увеличена примерно линейно для фекальных общих колиформ с 52 до 60% при увеличении общей концентрации колиформ с 27 × 10 ³ до 140 × 10 ³ (MPN) , соответственно. Для этих значений общие концентрации кишечной палочки в стоках составляли от 13 × 10 ³ до 56 × 10 ³ (MPN), соответственно. Для фекальных колиформ эффективность удаления увеличилась с 44 до 73% с увеличением концентрации колиформ с 16 × 10 ³ до 105 × 10 ³ (MPN), соответственно.Концентрация сточных фекальных колиформ составляла 9 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 44% и 28 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 73%. Результат показал, что общая колиформная или фекальная колиформная бактерия при этих значениях эффективности удаления не соответствовала стандартным уровням для выбросов в окружающую среду. Следовательно, увеличение скорости поверхностной нагрузки с 5 до 7,5 м / ч привело к снижению эффективности удаления кишечной палочки.

При скорости поверхностной нагрузки 10 м / ч эффективность удаления общих и фекальных колиформ снижалась с увеличением концентрации колиформ.При увеличении общей концентрации кишечной палочки с 33 × 10 ³ до 110 × 10 ³ (MPN) эффективность удаления снизилась с 64 до 45% соответственно. С другой стороны, эффективность удаления фекальных колиформных бактерий снизилась с 53 до 35% с увеличением концентрации фекальных колиформ с 17 × 10 ³ до 60 × 10 ³ (MPN), соответственно. Концентрация общей колиформной группы в эффлюентах фильтров составляла 12 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 64% и 60 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 45%.Аналогичным образом, концентрация фекальных колиформ составляла 8 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 53% и 39 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 35%.

Результаты показали, что общие и фекальные колиформные бактерии могут быть эффективно удалены при скорости поверхностной нагрузки 5 и 7,5 м / ч с увеличением концентрации в организме. Снижение эффективности удаления кишечной палочки при поверхностной скорости 10 м / ч может быть связано с удалением слоя биопленки из псевдоожиженного слоя, а также из-за дезориентации фильтрующего слоя в условиях высокой гидравлической нагрузки.Таким образом, можно сделать вывод, что как поверхностная скорость, так и концентрация микроорганизмов будут влиять на эффективность удаления. В целом, концентрация микроорганизмов в виде кишечной палочки из сточных вод заводов и поступающих в систему FBR находилась в диапазоне 15–175 × 10 ³ (MPN), и настоящая система удаляла от 30% до 83% микроорганизмов в зависимости от тип микроорганизма и скорость поверхностной нагрузки. Однако следует отметить, что стандарт сброса вторичных сточных вод как бактерий группы кишечной палочки, как сообщается, ниже 200–400 MPN / 100 мл [28].Процент удаления существующей системы был значительным, но FBR не мог соответствовать стандартам сброса сточных вод для организмов группы кишечной палочки без хлорирования. Следовательно, при очистке вторичных сточных вод с помощью системы FBR потребуется надлежащая дезинфекция.

Удаление колиформных бактерий хлорированием

На рисунке показано влияние добавления хлора на эффективность удаления колиформных организмов в используемом реакторе. Как видно из этого рисунка, добавление хлора приводит к увеличению удаления микроорганизмов без влияния скорости гидравлической нагрузки.При хлорировании было удалено от 90 до 98% как общих, так и фекальных колиформ, в зависимости от концентрации колиформ и степени гидравлической нагрузки на поверхность. Принимая во внимание все применяемые скорости поверхностной нагрузки и различные концентрации микроорганизмов, конечные концентрации как для общей, так и для фекальной колиформной группы были достигнуты ниже 2,2 MPN / 100 мл. Таким образом, можно сделать вывод, что система FBR может соответствовать стандарту воды для питьевой воды с добавлением хлора [13]. Сообщается, что концентрация хлора для окисления неочищенных или вторичных сточных вод может достигать 5–20 мг / л и на таком более высоком уровне; Добавление хлора приводит к увеличению концентрации ИВ в очищаемых сточных водах [28].Однако в настоящей работе мы не наблюдали прироста концентрации ИВ при FBR – хлорировании вторичных сточных вод для удаления колиформных организмов. Что еще более важно, использованная концентрация хлора (1 мг / л), применяемая во вторичных сточных водах, была очень низкой по сравнению с другими исследованиями, что указывает на преимущество настоящей системы для удаления микроорганизмов.

Удаление общих колиформных бактерий (a) и фекальных колиформ (b) при различных концентрациях микроорганизмов и степени нагрузки на поверхность с помощью хлорирования (MPN: наиболее вероятное число).

В таблице приведены данные о производительности, касающиеся сравнения различных конфигураций FBR для очистки различных типов сточных вод, таких как сточные воды с синтетическим крахмалом [29], розовые воды [30], настоящие текстильные сточные воды [31], сточные воды, загрязненные дизельным топливом [32] сточные воды пивоваренных заводов [33], текстильные сточные воды [34] и сточные воды высококонцентрированных спиртзаводов [35]. Данные производительности показывают, что был проведен широкий диапазон рабочих условий для удаления ХПК, БПК ₅ , цвета, TS, TP и других.Различные типы материалов, такие как ПВХ, гравий, гранулированный активированный уголь (GAC), пемза, частицы вулканической породы, мелкие частицы кремнезема, полиэтиленовый материал и природный цеолит, использовались в качестве среды для поддержки роста. Данные производительности показывают, что исходный pH был установлен в диапазоне от 6,7 до 7,8, а широкий диапазон начальных значений ХПК был исследован в пределах от 32 до 7000 мг / л. На основании максимальных удалений, полученных из различных конфигураций FBR, настоящие данные кажутся сопоставимыми с данными других (таблица).Однако следует отметить, что различия обусловлены характеристиками исследуемых сточных вод и экспериментальными условиями, такими как применяемые скорости загрузки, начальная концентрация загрязняющих веществ, время гидравлического удерживания, рабочая температура, а также различные типы поддерживающих сред. Эти различия также можно объяснить присутствием в сточных водах нескольких стойких неорганических соединений, сложных компонентов и других нежелательных примесей.

Таблица 2

Сравнение различных типологий FBR для очистки различных типов сточных вод

Начальные концентрации и уровни загрузки Розовая вода

---

Тип сточных вод	Тип и размеры реактора	Вспомогательный материал	Условия эксплуатации	Эффективность	Артикул и регион
				(т.е.е. ХПК, БПК 5 , удаление TS и т. Д.)
Стоки установок вторичной очистки сточных вод	Двухступенчатый FBR, V = 106 л, H = 1,5 м, D = 0,30 м	ПВХ и гравий	ХПК = 32-40 мг / л	pH = 7,2-7,5	90,5%, 91%, 89,7%, 89,1% и 98% ХПК, БПК 5 , мутность, TP и удаление кишечной палочки , соответственно	Настоящее исследование, Иран
			BOD 5 = 16.9-21,5 мг / л	T = 35 ° C
				v f = 5, 7,5 и 10 м / ч
			TS = 556–704,6 мг / л
			Мутность = 6,2-7,5 NTU
Сточные воды из синтетического крахмала	Анаэробный конический FBR, V = 7,8 л	Гранулированный активированный уголь (GAC)	OLR = 1,0-85,44 кг COD16 / (м 3 3 3 3 день)	pH = 6,8-7,2	Удаление ХПК 92%	Parthiban et al.[3], Индия
				HRT = 1,97–26,74 ч
			ХПК = 1100–7000 мг / л
			БПК 5 = 690–5960 мг / л
GAC-FBR, H = 4,9 м, D = 0,51 м	GAC	TNT = 3,5-56,2 мг / л	pH = 6,8-7	TNT сточных вод = <0,03 - 2,8 мг / л	Maloney et al. [30], США
			HRT = 125–375 мин
			T = 67–106.5 ° F
Текстильные сточные воды	Анаэробный FBR, V = 4 L, H = 73 см, D = 5,2 см	Пемза	OLR = 1–5 кг ХПК / (м 3 .day) ХПК = 1030–6000 мг / л	HRT = 24 часа	82%, 94% и 59% ХПК, БПК 5 и удаления цвета соответственно	Sen and Demirer [31 ], Турция
				T = 35 (± 2) ° C
				v f = 19 м / ч
Сточные воды, загрязненные дизельным топливом	Трехфазный FBR, V = 200L, H = 3 м, D = 0.17 м	Частицы лавы	DF = 50–700 мг / л ХПК = 547–4025 мг / л	pH = 6,7–7,8	> 99,9%, 96,2%, 99,9% и 47,8% удаления DF, COD, TS и мутности соответственно	Lohi et al. [32], Канада
				HRT = 4 ч
				T = 20 (± 5) ° C
				v f = 0,3 см / с
Сточные воды пивоваренного завода	Анаэробный обратный FBR, V = 1.9 L, H = 1,37 м, D = 4,48 см	Мелкий диоксид кремния		pH = 7	> 90% удаления ХПК	Alvarado-Lassman et al. [33], Мексика
		частиц и полиэтиленового материала	OLR = 70 кг ХПК / (м 3 . День)	T = 35 ° C
				v f = 6 м / ч
			БПК 5 = 1375 мг / л
Текстильные сточные воды	Анаэробный FBR, V = 3.75 л, H = 750 мм, D = 80 см	Активированный уголь	OLR = 1,5-8,4 кг ХПК / (м 3 . День) ХПК = 810–4200 мг / л	pH = 7,8	98%, 95% и 65% ХПК, БПК 5 и удаления цвета соответственно	Харун и Идрис [34], Малайзия
				HRT = 4–12 ч T = 35 ° C
Высокопрочные сточные воды ликероводочного завода	Анаэробный FBR, V = 5,9 л, H = 74 см, D = 6.5 см	Природный цеолит	OLR = 3–20 кг ХПК / (м 3 . День)	pH = 6,7-7,6	Удаление ХПК> 80%	Fernandez et al. [35], Чили
				T = 30 (± 2) ° C

Как видно из недавней литературы, нет систематических статей, специально посвященных исследованию применения двухступенчатой ​​системы FBR. с фильтрационной колонной для доочистки стоков установок вторичной очистки сточных вод.По этой причине настоящее исследование направлено на восполнение пробела в этой области путем сосредоточения внимания на эффективности обработки с помощью технологии FBR реальных вторичных сточных вод. Более того, большинство исследований проводились в лабораторных условиях; однако применимость системы FBR была специально исследована в экспериментальном масштабе в настоящей работе. Помимо обычных параметров сточных вод, эффективность двухступенчатой ​​системы FBR также была исследована в качестве конкретной цели для инактивации патогенных организмов (т.е. общий и фекальный колиформный организм) с хлорированием и без него. На основании вышеизложенного подчеркивается новизна настоящего исследования путем сравнения экспериментальных результатов с предыдущими публикациями.

Дополнительная очистка стоков установки вторичной очистки сточных вод с использованием двухступенчатой ​​системы биореактора с псевдоожиженным слоем

Реферат

Целью данного исследования было изучение производительности системы двухступенчатого реактора с псевдоожиженным слоем (FBR) для пост- -очистка сточных вод заводов вторичной очистки сточных вод (Шахрак Гарб, Тегеран, Иран).Предложенная схема очистки была оценена с использованием опытных реакторов (вместимостью 106 л), заполненных ПВХ в качестве псевдоожиженного слоя (первая ступень) и гравием для целей фильтрации (вторая ступень). Сульфат алюминия (30 мг / л) и хлор (1 мг / л) использовали для коагуляции и дезинфекции сточных вод соответственно. Чтобы контролировать работу системы FBR, в пробах сточных вод отслеживали изменение нескольких параметров (биохимическая потребность в кислороде (БПК ₅ ), химическая потребность в кислороде (ХПК), мутность, общий фосфор, общая колиформная группа и фекальная колиформная группа).Результаты показали, что предлагаемая система может эффективно снизить БПК _5, и ХПК ниже 1,95 и 4,06 мг / л соответственно. Мутность сточных вод может быть ниже 0,75 NTU, что ниже, чем сообщалось для целей дезинфекции. Общий фосфор был снижен до 0,52 мг / л, что близко к нынешнему стандарту фосфора для предотвращения процесса эвтрофикации. В зависимости от концентрации микроорганизмов и скорости нагрузки на поверхность (5–10 м / ч) от 35 до 75% и от 67 до 97% колиформ удалялись без и с добавлением хлора, соответственно.Результаты этого исследования четко подтвердили эффективность системы FBR для доочистки стоков со станций вторичной очистки сточных вод без каких-либо проблем с твердыми частицами во время хлорирования.

Ключевые слова: Вторичный сток, ХПК, колиформ, реактор с псевдоожиженным слоем

Введение

Применение реакторов с псевдоожиженным слоем (FBR) для очистки сточных вод сегодня привлекло большое внимание в мире из-за их высокой эффективности, а также низких капитальных затрат и операционные затраты.Эта технология также набирает популярность в результате ужесточения стандартов сброса и увеличения потребности в регенерации воды. В последние годы технология FBR также использовалась в качестве эффективного метода для очистки различных типов высококонцентрированных сточных вод, таких как кукурузный настой [1], сточные воды ликероводочного завода [2], синтетические сточные воды саго [3], сточные воды с высоким содержанием сульфатов [ 4] и так далее.

Как правило, сточные воды со станций вторичной очистки сточных вод дополнительно обрабатываются на установках доочистки для повторного использования.На установках доочистки для очистки или доочистки сточных вод могут использоваться различные методы, такие как мембранные процессы, процесс усовершенствованного окисления, адсорбция, фильтрация и другие [5,6]. Свойства сточных вод могут напрямую влиять на скорость фильтрации и выбор подходящего фильтрующего материала. На водоочистных сооружениях фильтрующий материал часто выбирается в виде песка и фиксируется в резервуаре [7]. При фильтрации сточных вод установок вторичной очистки сточных вод для будущего повторного использования размеры фильтрующих материалов часто меньше и больше для предотвращения попадания одежды, а также для увеличения времени работы.Однако в этом случае фильтрующий материал может быть не в состоянии должным образом обрабатывать сточные воды из-за большего размера фильтрующего материала [8]. Если фильтрующий материал выбран как можно более тонким, основными проблемами станут одежда и меньшее время работы. Чтобы преодолеть эти проблемы, подходящей альтернативой может быть обработка сточных вод перед прохождением через фильтрующий материал [7]. Учитывая вышеизложенное, следует отметить, что технология FBR может быть использована как эффективный метод полной биологической очистки вторичных сточных вод перед фильтрацией.

Насколько известно авторам, в литературе нет систематических статей, специально посвященных исследованию применения двухступенчатой ​​системы FBR с фильтрационной колонной для очистки вторичных стоков. Поэтому уточнение места данной темы в схеме вторичной очистки сточных вод можно рассматривать как отдельную область исследования для сравнения результатов с вышеупомянутыми исследованиями. По этой причине целью настоящей работы было исследование производительности двухступенчатой ​​системы биореактора с псевдоожиженным слоем, заполненной ПВХ в качестве псевдоожиженного слоя (первая ступень) и гравием для целей фильтрации (вторая ступень) для поста. -очистка стоков со станций вторичной очистки сточных вод.

Материалы и методы

Образец сточных вод

Образцы неочищенных сточных вод были взяты из сточных вод очистных сооружений Shahrak Gharb (Тегеран, Иран). Тип очистки на очистных сооружениях Shahrak Gharb – активный ил с поверхностным аэратором. Некоторые характеристики сточных вод образцов приведены в таблице. Компоненты полученных образцов определяли по методикам, описанным в Стандартных методах [9].

Таблица 1

Характеристики стоков установок вторичной очистки сточных вод

---

6

---

6

---

6

---

Азот по Кьельдалю (TKN, мг / л)

---

9089

---

908 100 мл)

---

9105

Параметры	Минимум	Максимум	Среднее значение	908
5-дневная биохимическая потребность в кислороде (БПК 5 , мг / л)	16.9	21,5	18,76	1,78
Химическая потребность в кислороде (ХПК, мг / л)	32	40	40	0	0,69	2,76	1,69	0,797
Общий фосфор (TP, мг / л)	4,75	0,16
Общее количество твердых веществ (TS, мг / л)	556	704,6	640,72	970 970 970 970 908 900U	6,2	7,5	6,86	0,559
Электропроводность (ЕС, мкмос / см)	730	935	67870867 83306
Всего колиформ (MPN / 100 мл)	22 × 10 3	175 × 10 3	115800	61650
14 × 10 3	105 × 10 3	58280	37420
pH	7,2	7,5	7,2	7,5	13

Приготовление бактериальной культуры

Для определения общего количества колиформных, а также фекальных колиформ использовали метод ферментации в нескольких пробирках. Для приготовления микробной культуры использовали лактозный бульон, бриллиантовый зеленый и ЕС-бульон (Merck, Германия). Микробную культуру готовили в соответствии с процедурами, описанными в Стандартных методах [9].

Установка биореактора

Простая схема настоящего биореактора изображена на рисунке.Как видно на рисунке, система FBR имеет две цилиндрические колонны. Первая колонка была заполнена материалом ПВХ (высота 0,40 м) с эффективным размером 4 мм и плотностью 0,84 г / см ³ . Около 40% первой колонны было заполнено ПВХ для лучшего псевдоожижения слоя. Вторая колонка была заполнена гравием (высота 0,50 м) с эффективным размером 2 мм и плотностью 2,5 г / см ³ для окончательного осветления. Гравий был получен в окрестностях. Перед заполнением второго слоя гравий выдерживали в 10% растворе HCl для удаления глины и других остаточных загрязнений.Внешний диаметр, общая высота и общая емкость обеих колонок составляли 30 см, 150 см и 106 л соответственно. Все части реакторов были изготовлены из прозрачного оргстекла с толщиной стенок 2 мм. Сточные воды перекачивались перистальтическими насосами (Masterflex Cole-Parmer Vernon Hills, Иллинойс, США) со скоростью поверхностной нагрузки 5,0, 7,5 и 10,0 м / ч. Диапазон скоростей поверхностной нагрузки был выбран на основе размера фильтрующего материала и целевого загрязнителя [10-12]. Система FBR была разработана для поддержания 2 см столба сточной воды над обоими слоями, чтобы обеспечить постоянный расход.Перфорированные пластины диффузора (с диаметром отверстий 1 мм) использовались сверху и снизу слоев.

Схема экспериментальной установки.

На основании результатов предварительных испытаний в сосуде сульфат алюминия (30 мг / л) был добавлен во вторичные сточные воды с целью коагуляции. Хлор (1 мг / л) добавляли для дезинфекции сточных вод. Образцы сточных вод перемешивали с помощью вертикальной мешалки (Lovibond, США) для получения однородной среды в загружаемом материале. Система FBR работала в непрерывном режиме подачи путем закачки свежего сырья в реакторы.Биореакторы поддерживали при соответствующих температурах в течение примерно 10 дней, чтобы обеспечить уравновешивание температуры и рост микроорганизмов. После этого периода работоспособность настоящей системы FBR была исследована в среде с регулируемой температурой (35 ° C) путем сбора проб сточных вод из выходящего потока второго слоя через заранее определенные интервалы в 2 часа для дальнейших микробиологических и физико-химических анализов.

Падение давления и промывка слоев

Падение давления определялось как мера снижения скорости потока и эффективности удаления.Высота водяного столба над обеими колоннами поддерживалась равной 2 см, чтобы обеспечить постоянный расход и избежать канализации сточных вод. Когда высота водяного столба достигала примерно 2,2 см, колонки удаляли и промывали обратной промывкой дистиллированной водой. Более того, когда концентрация загрязняющих веществ в стоках биореактора превышала входящую концентрацию, биореактор очищали обратной промывкой. В настоящей работе оба метода были применены для исследования проблемы падения давления.Вторую колонку промывали обратной промывкой один раз в два дня работы, чтобы предотвратить падение давления. Во время обратной промывки второго слоя сточные воды из первой колонны рециркулировали к входу первого слоя для поддержания микробной активности. В данном случае было замечено, что большая часть ила улавливалась во внутренних частях второго слоя.

Результаты и обсуждение

Удаление БПК

₅ и ХПК

Концентрация биологической потребности в кислороде (БПК ₅ ) в сточных водах очистных сооружений может значительно влиять на уровень растворенного кислорода в принимающих водоемах.Суточная норма для БПК ₅ во вторичных сточных водах ограничена для поддержания на уровне 30 мг / л или ниже уполномоченной организацией [7,13]. Кроме того, концентрация BOD ₅ в чистой воде или чистых реках ограничена до 2 мг / л [14]. Следовательно, любые методы лечения должны снижать концентрацию БПК ₅ до уровня ниже 2 мг / л.

На рисунке a показано удаление BOD ₅ при различных скоростях поверхностной нагрузки. Из этого рисунка видно, что BOD ₅ и скорость поверхностной нагрузки существенно влияют на эффективность удаления.Более высокая эффективность удаления наблюдалась при поверхностной скорости 7,5 м / ч и концентрации БПК ₅ 18,5 мг / л. В этих условиях было удалено около 91% БПК ₅ , и наблюдаемая концентрация БПК ₅ в эффлюенте FBR составляла 1,67 мг / л. Кроме того, при этой поверхностной скорости и исходной концентрации BOD ₅ 19,5 мг / л измеренная концентрация в стоках составила около 1,95 мг / л. Таким образом, можно сделать вывод, что настоящая система может соответствовать доступным стандартам в 7.5 м / ч с гидравлической скоростью и начальной концентрацией БПК ₅ от 18,5 до 19,5 мг / л. Наименьшая эффективность удаления наблюдалась при 20,9 мг / л BOD ₅ и гидравлической скорости 10 м3 / ч. В этих условиях конечная концентрация БПК ₅ была определена как 6,11 мг / л.

Эффективность удаления BOD ₅ (а) и ХПК (б) при различных начальных концентрациях и скоростях поверхностного нагружения.

На рисунке b показано удаление ХПК при различных скоростях поверхностной нагрузки.Аналогичным образом, более высокая эффективность удаления ХПК наблюдалась при скорости поверхностной нагрузки 7,5 м / ч и начальной концентрации ХПК 34 мг / л. В этих условиях было удалено около 90,05% ХПК, а концентрация в сточных водах была снижена до около 3,23 мг / л. Для начальной концентрации ХПК 38 мг / л и скорости поверхностного нагружения 7,5 м / ч концентрация ХПК в стоках составила 4,06 мг / л. Кроме того, более низкая эффективность удаления наблюдалась при гидравлической скорости 10 м / ч. Основываясь на взаимосвязи между БПК _5, и ХПК [7,9], настоящая система может снизить входящую концентрацию ХПК до уровня ниже доступных стандартов при начальной концентрации ХПК от 34 до 38 мг / л и при 7.Гидравлическая скорость 5 м / ч.

При доочистке (коагуляция – флокуляция – дезинфекция для повторного использования в орошении) сточных вод установки вторичной очистки сточные воды в процентах удалялись по БПК ₅ и ХПК (исходные концентрации БПК ₅ и ХПК составляли 11,6 (± 3,1) мг / L и 38,8 (± 6,3) мг / л соответственно), что составило 46% и 39% соответственно. В исследовании авторы сообщили, что конечные концентрации БПК ₅ и ХПК были достигнуты до 6,3 (± 2.4) мг / л и 25,4 (± 4,8) мг / л соответственно [15]. В другой работе [16] была использована система медленной фильтрации через песок для доочистки выходящего потока из восходящего потока анаэробного слоя ила (UASB) реактора (средний BOD ₅ и COD составляли около 50 и 120 мг / л соответственно). Исследование пришло к выводу, что процент удаления для BOD _5, и COD был достигнут на уровне 43% и 34% в течение первых нескольких часов (36 часов) и достиг примерно 85% и 79% после 7 дней работы, соответственно. Таким образом, после 7 дней работы концентрации БПК ₅ и ХПК в медленных отходящих потоках песчаного фильтра были равны 7.5 и 25,2 мг / л соответственно [16]. Что касается медленной фильтрации песка и процесса коагуляции-флокуляции-дезинфекции, результаты, полученные в настоящей работе, были замечательными, так как конечные концентрации БПК ₅ и ХПК составляли 1,67 и 3,23 мг / л соответственно, что было намного ниже, чем в указанных работах. .

Удаление помутнения

Удаление помутнения необходимо для эффективного процесса дезинфекции. В водной среде агент мутности может защитить вирусные и бактериальные организмы от дезинфицирующих веществ.Для эффективной дезинфекции уполномоченная организация установила стандарт мутности на уровне 1 NTU. Кроме того, мутность может использоваться как мера производительности фильтра и падения давления [17,18]. По этой причине в данной работе удаление мутности было исследовано как важная характеристика сточных вод. На рисунке показано удаление мутности при различных единицах мутности и скорости поверхностной нагрузки. Наибольшая эффективность удаления наблюдалась при скорости поверхностной нагрузки 5 м / ч и 7.26 ед. Мутности. В этих условиях было удалено около 89,67% мутности, и поэтому конечное значение было ниже 0,75 NTU. Как упоминалось ранее, для эффективной дезинфекции мутность должна быть ниже 1 NTU. Следовательно, настоящая система FBR способна снизить мутность до уровня ниже 1 NTU.

Удаление мутности при различных единицах мутности и скорости поверхностного нагружения.

Учитывая более высокий процент удаления мутности (89,67%) и более низкую мутность в выходящем потоке, можно сделать вывод, что результаты, полученные в настоящей работе, были лучше, чем значения, указанные при последующей обработке выходящего потока реактора UASB медленной фильтрацией через песок [ 16].В этой работе средняя мутность составила 56,5 NTU, а максимальный процент удаления составил 91,60%. Основываясь на этой эффективности удаления, мутность сточных вод была достигнута в среднем до 2,9 NTU. В этой работе глубина песка и эффективный размер составляли 54 см и 0,43 мм соответственно. По сравнению с этой работой, несмотря на более высокую начальную мутность, настоящая система, содержащая псевдоожиженный слой с фильтрующей средой с глубиной гравия 50 см и эффективным размером 2 мм, кажется более эффективной и надежной для удаления мутности.В другой работе, проведенной для доочистки городских сточных вод с помощью медленной фильтрации песка, сообщалось, что более высокая эффективность удаления мутности составила около 88% для песка с эффективным размером 0,23 мм и глубиной песка 84 см [19]. По сравнению с медленной фильтрацией через песок [15,19], настоящие результаты показали лучший процент удаления мутности. В другой работе по доочистке вторичных сточных вод путем сочетания коагуляции, флокуляции и дезинфекции, начальная мутность была равна 6.9 (± 4,3) NTU и после лечения достигла 1,2 (± 0,4) NTU, что близко к настоящим результатам [15]. Общие результаты ясно демонстрируют, что только медленная фильтрация через песок не только достаточна для удаления мутности, и поэтому требуется дополнительный процесс обработки, такой как коагуляция или двухступенчатая фильтрация через слой, как в настоящей системе.

Удаление общего фосфора

Фосфат существует в окружающей среде в основном в ионизированной форме и естественным образом встречается в некоторых породах и почвах. Он необходим для роста растений как макроэлемент большинства биологических существ и классифицируется как один из основных ограничивающих питательных веществ организмов, живущих в водных ресурсах.Основная роль фосфора в окружающей среде хорошо известна как эвтрофикация поверхностных вод в его чрезмерном пределе [20].

Удаление общего фосфора (TP) настоящей системой показано на рисунке. Как видно из этого рисунка, удаление фосфора увеличивалось с увеличением начальной концентрации фосфора и достигало максимальной эффективности удаления 4,8 мг / л. Кроме того, эффективность удаления снижалась с увеличением скорости поверхностной нагрузки и была максимальной при 5 м / ч.При начальной концентрации фосфора 4,80 мг / л и скорости поверхностной нагрузки 5 м / ч эффективность удаления составила около 89,1%. Концентрация в сточных водах достигла примерно 0,52 мг / л, что ниже, чем сообщается для концентрации фосфора (0,5–1,0 мг / л) для защиты от эвтрофикации [21].

Эффективность удаления общего фосфора при различной начальной концентрации и скорости поверхностной нагрузки.

Удаление кишечной палочки без хлорирования при разной скорости организма и разной гидравлической скорости

Болезни, передающиеся через воду, являются одними из основных случаев болезней человека.Сброс сточных вод очистных сооружений, содержащих любые виды микроорганизмов, может вызвать загрязнение водоснабжения [22]. С другой стороны, неправильно спроектированные и эксплуатируемые водоочистные сооружения не могут эффективно удалить патогенные организмы из питьевой воды. Эта проблема может привести к неприятным последствиям в развивающихся странах, где нет значительных средств обеззараживания воды [18,23,24]. По оценкам Всемирной организации здравоохранения [18], 1,1 миллиарда человек во всем мире не имеют доступа к безопасной воде.Потребление загрязненной воды может вызвать многие серьезные заболевания, такие как брюшной тиф, гепатит А и Е, полиомиелит и холера [5]. Многие микроорганизмы, особенно группы кишечной палочки, могут вызывать различные типы заболеваний, передающихся через воду. Следовательно, инактивация патогенных организмов соответствующими методами необходима для защиты здоровья человека от употребления загрязненной воды. Первоначально хлор и его промежуточные соединения представляют собой обычные химические вещества, которые добавляют в воду для инактивации патогенных микроорганизмов [6,25].Недавно многие исследователи указали, что добавление хлора для дезинфекции воды может производить множество побочных продуктов, которые являются канцерогенами для здоровья человека. Удаление этих соединений эффективным методом само по себе является серьезной задачей в области обеззараживания воды [7]. По этой причине были бы полезны любые эффективные методы, такие как усовершенствованные процессы окисления [26,27], которые могут быть способны удалять патогенные микроорганизмы без образования побочных продуктов. Из литературы видно, что обычно применяемыми методами удаления микроорганизмов являются хлорирование, озонирование, УФ-облучение и другие методы окисления [28].Однако, насколько нам известно, существует мало работы по удалению фекалий и общих колиформных бактерий с помощью псевдоожиженного слоя, сопровождаемого фильтровальной установкой. По этой причине в настоящей работе также была исследована эффективность системы FBR с хлорированием и без хлорирования для удаления общих и фекальных колиформных организмов.

На рисунке показано удаление общих и фекальных колиформ без какого-либо хлорирования сточных вод при различных концентрациях микроорганизмов и скорости поверхностной нагрузки. При скорости поверхностной нагрузки 5 м / ч удаление общей колиформной группы увеличивалось по мере того, как общая концентрация колиформ увеличивалась с 22 × 10 ³ до 53 × 10 ³ (MPN, наиболее вероятное число), а затем достигала стационарного значения. стадия увеличения общей концентрации кишечной палочки с 53 × 10 ³ до 175 × 10 ³ (MPN).Для общих концентраций кишечной палочки 22 × 10 ³ , 46 × 10 ³ и 175 × 10 ³ (MPN) эффективность удаления составила 32, 77 и 77% соответственно. Общие концентрации кишечной палочки в сточных водах при этих значениях эффективности удаления составляли примерно 15, 12 и 41 × 10 ³ (MPN), соответственно, что было неприемлемо для сброса сточных вод в окружающую среду без хлорирования. Удаление фекальных колиформ при скорости поверхностной нагрузки 5 м / ч увеличивалось примерно линейно с увеличением концентрации фекальных колиформ с 14 × 10 ³ до 50 × 10 ³ (MPN).Эффективность удаления составляла 50 и 82% для концентраций фекальных колиформ 14 × 10 ³ и 50 × 10 ³ (MPN), соответственно. В соответствии с этими процентами удаления, концентрации сточных фекальных колиформных бактерий были определены как 7 × 10 ³ и 9 × 10 ³ (MPN), соответственно. Результаты показали, что конечные концентрации фекальных колиформных бактерий не соответствовали стандартным уровням для фекальных колиформ.

Удаление общих колиформных бактерий (а) и фекальных колиформ (b) при различных концентрациях микроорганизмов и скорости поверхностной нагрузки без хлорирования (НДН: наиболее вероятное число).

При скорости поверхностной нагрузки 7,5 м / ч эффективность удаления была увеличена примерно линейно для фекальных общих колиформ с 52 до 60% при увеличении общей концентрации колиформ с 27 × 10 ³ до 140 × 10 ³ (MPN) , соответственно. Для этих значений общие концентрации кишечной палочки в стоках составляли от 13 × 10 ³ до 56 × 10 ³ (MPN), соответственно. Для фекальных колиформ эффективность удаления увеличилась с 44 до 73% с увеличением концентрации колиформ с 16 × 10 ³ до 105 × 10 ³ (MPN), соответственно.Концентрация сточных фекальных колиформ составляла 9 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 44% и 28 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 73%. Результат показал, что общая колиформная или фекальная колиформная бактерия при этих значениях эффективности удаления не соответствовала стандартным уровням для выбросов в окружающую среду. Следовательно, увеличение скорости поверхностной нагрузки с 5 до 7,5 м / ч привело к снижению эффективности удаления кишечной палочки.

При скорости поверхностной нагрузки 10 м / ч эффективность удаления общих и фекальных колиформ снижалась с увеличением концентрации колиформ.При увеличении общей концентрации кишечной палочки с 33 × 10 ³ до 110 × 10 ³ (MPN) эффективность удаления снизилась с 64 до 45% соответственно. С другой стороны, эффективность удаления фекальных колиформных бактерий снизилась с 53 до 35% с увеличением концентрации фекальных колиформ с 17 × 10 ³ до 60 × 10 ³ (MPN), соответственно. Концентрация общей колиформной группы в эффлюентах фильтров составляла 12 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 64% и 60 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 45%.Аналогичным образом, концентрация фекальных колиформ составляла 8 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 53% и 39 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 35%.

Результаты показали, что общие и фекальные колиформные бактерии могут быть эффективно удалены при скорости поверхностной нагрузки 5 и 7,5 м / ч с увеличением концентрации в организме. Снижение эффективности удаления кишечной палочки при поверхностной скорости 10 м / ч может быть связано с удалением слоя биопленки из псевдоожиженного слоя, а также из-за дезориентации фильтрующего слоя в условиях высокой гидравлической нагрузки.Таким образом, можно сделать вывод, что как поверхностная скорость, так и концентрация микроорганизмов будут влиять на эффективность удаления. В целом, концентрация микроорганизмов в виде кишечной палочки из сточных вод заводов и поступающих в систему FBR находилась в диапазоне 15–175 × 10 ³ (MPN), и настоящая система удаляла от 30% до 83% микроорганизмов в зависимости от тип микроорганизма и скорость поверхностной нагрузки. Однако следует отметить, что стандарт сброса вторичных сточных вод как бактерий группы кишечной палочки, как сообщается, ниже 200–400 MPN / 100 мл [28].Процент удаления существующей системы был значительным, но FBR не мог соответствовать стандартам сброса сточных вод для организмов группы кишечной палочки без хлорирования. Следовательно, при очистке вторичных сточных вод с помощью системы FBR потребуется надлежащая дезинфекция.

Удаление колиформных бактерий хлорированием

На рисунке показано влияние добавления хлора на эффективность удаления колиформных организмов в используемом реакторе. Как видно из этого рисунка, добавление хлора приводит к увеличению удаления микроорганизмов без влияния скорости гидравлической нагрузки.При хлорировании было удалено от 90 до 98% как общих, так и фекальных колиформ, в зависимости от концентрации колиформ и степени гидравлической нагрузки на поверхность. Принимая во внимание все применяемые скорости поверхностной нагрузки и различные концентрации микроорганизмов, конечные концентрации как для общей, так и для фекальной колиформной группы были достигнуты ниже 2,2 MPN / 100 мл. Таким образом, можно сделать вывод, что система FBR может соответствовать стандарту воды для питьевой воды с добавлением хлора [13]. Сообщается, что концентрация хлора для окисления неочищенных или вторичных сточных вод может достигать 5–20 мг / л и на таком более высоком уровне; Добавление хлора приводит к увеличению концентрации ИВ в очищаемых сточных водах [28].Однако в настоящей работе мы не наблюдали прироста концентрации ИВ при FBR – хлорировании вторичных сточных вод для удаления колиформных организмов. Что еще более важно, использованная концентрация хлора (1 мг / л), применяемая во вторичных сточных водах, была очень низкой по сравнению с другими исследованиями, что указывает на преимущество настоящей системы для удаления микроорганизмов.

Удаление общих колиформных бактерий (a) и фекальных колиформ (b) при различных концентрациях микроорганизмов и степени нагрузки на поверхность с помощью хлорирования (MPN: наиболее вероятное число).

В таблице приведены данные о производительности, касающиеся сравнения различных конфигураций FBR для очистки различных типов сточных вод, таких как сточные воды с синтетическим крахмалом [29], розовые воды [30], настоящие текстильные сточные воды [31], сточные воды, загрязненные дизельным топливом [32] сточные воды пивоваренных заводов [33], текстильные сточные воды [34] и сточные воды высококонцентрированных спиртзаводов [35]. Данные производительности показывают, что был проведен широкий диапазон рабочих условий для удаления ХПК, БПК ₅ , цвета, TS, TP и других.Различные типы материалов, такие как ПВХ, гравий, гранулированный активированный уголь (GAC), пемза, частицы вулканической породы, мелкие частицы кремнезема, полиэтиленовый материал и природный цеолит, использовались в качестве среды для поддержки роста. Данные производительности показывают, что исходный pH был установлен в диапазоне от 6,7 до 7,8, а широкий диапазон начальных значений ХПК был исследован в пределах от 32 до 7000 мг / л. На основании максимальных удалений, полученных из различных конфигураций FBR, настоящие данные кажутся сопоставимыми с данными других (таблица).Однако следует отметить, что различия обусловлены характеристиками исследуемых сточных вод и экспериментальными условиями, такими как применяемые скорости загрузки, начальная концентрация загрязняющих веществ, время гидравлического удерживания, рабочая температура, а также различные типы поддерживающих сред. Эти различия также можно объяснить присутствием в сточных водах нескольких стойких неорганических соединений, сложных компонентов и других нежелательных примесей.

Таблица 2

Сравнение различных типологий FBR для очистки различных типов сточных вод

Начальные концентрации и уровни загрузки Розовая вода

---

Тип сточных вод	Тип и размеры реактора	Вспомогательный материал	Условия эксплуатации	Эффективность	Артикул и регион
				(т.е.е. ХПК, БПК 5 , удаление TS и т. Д.)
Стоки установок вторичной очистки сточных вод	Двухступенчатый FBR, V = 106 л, H = 1,5 м, D = 0,30 м	ПВХ и гравий	ХПК = 32-40 мг / л	pH = 7,2-7,5	90,5%, 91%, 89,7%, 89,1% и 98% ХПК, БПК 5 , мутность, TP и удаление кишечной палочки , соответственно	Настоящее исследование, Иран
			BOD 5 = 16.9-21,5 мг / л	T = 35 ° C
				v f = 5, 7,5 и 10 м / ч
			TS = 556–704,6 мг / л
			Мутность = 6,2-7,5 NTU
Сточные воды из синтетического крахмала	Анаэробный конический FBR, V = 7,8 л	Гранулированный активированный уголь (GAC)	OLR = 1,0-85,44 кг COD16 / (м 3 3 3 3 день)	pH = 6,8-7,2	Удаление ХПК 92%	Parthiban et al.[3], Индия
				HRT = 1,97–26,74 ч
			ХПК = 1100–7000 мг / л
			БПК 5 = 690–5960 мг / л
GAC-FBR, H = 4,9 м, D = 0,51 м	GAC	TNT = 3,5-56,2 мг / л	pH = 6,8-7	TNT сточных вод = <0,03 - 2,8 мг / л	Maloney et al. [30], США
			HRT = 125–375 мин
			T = 67–106.5 ° F
Текстильные сточные воды	Анаэробный FBR, V = 4 L, H = 73 см, D = 5,2 см	Пемза	OLR = 1–5 кг ХПК / (м 3 .day) ХПК = 1030–6000 мг / л	HRT = 24 часа	82%, 94% и 59% ХПК, БПК 5 и удаления цвета соответственно	Sen and Demirer [31 ], Турция
				T = 35 (± 2) ° C
				v f = 19 м / ч
Сточные воды, загрязненные дизельным топливом	Трехфазный FBR, V = 200L, H = 3 м, D = 0.17 м	Частицы лавы	DF = 50–700 мг / л ХПК = 547–4025 мг / л	pH = 6,7–7,8	> 99,9%, 96,2%, 99,9% и 47,8% удаления DF, COD, TS и мутности соответственно	Lohi et al. [32], Канада
				HRT = 4 ч
				T = 20 (± 5) ° C
				v f = 0,3 см / с
Сточные воды пивоваренного завода	Анаэробный обратный FBR, V = 1.9 L, H = 1,37 м, D = 4,48 см	Мелкий диоксид кремния		pH = 7	> 90% удаления ХПК	Alvarado-Lassman et al. [33], Мексика
		частиц и полиэтиленового материала	OLR = 70 кг ХПК / (м 3 . День)	T = 35 ° C
				v f = 6 м / ч
			БПК 5 = 1375 мг / л
Текстильные сточные воды	Анаэробный FBR, V = 3.75 л, H = 750 мм, D = 80 см	Активированный уголь	OLR = 1,5-8,4 кг ХПК / (м 3 . День) ХПК = 810–4200 мг / л	pH = 7,8	98%, 95% и 65% ХПК, БПК 5 и удаления цвета соответственно	Харун и Идрис [34], Малайзия
				HRT = 4–12 ч T = 35 ° C
Высокопрочные сточные воды ликероводочного завода	Анаэробный FBR, V = 5,9 л, H = 74 см, D = 6.5 см	Природный цеолит	OLR = 3–20 кг ХПК / (м 3 . День)	pH = 6,7-7,6	Удаление ХПК> 80%	Fernandez et al. [35], Чили
				T = 30 (± 2) ° C

Как видно из недавней литературы, нет систематических статей, специально посвященных исследованию применения двухступенчатой ​​системы FBR. с фильтрационной колонной для доочистки стоков установок вторичной очистки сточных вод.По этой причине настоящее исследование направлено на восполнение пробела в этой области путем сосредоточения внимания на эффективности обработки с помощью технологии FBR реальных вторичных сточных вод. Более того, большинство исследований проводились в лабораторных условиях; однако применимость системы FBR была специально исследована в экспериментальном масштабе в настоящей работе. Помимо обычных параметров сточных вод, эффективность двухступенчатой ​​системы FBR также была исследована в качестве конкретной цели для инактивации патогенных организмов (т.е. общий и фекальный колиформный организм) с хлорированием и без него. На основании вышеизложенного подчеркивается новизна настоящего исследования путем сравнения экспериментальных результатов с предыдущими публикациями.

Дополнительная очистка стоков установки вторичной очистки сточных вод с использованием двухступенчатой ​​системы биореактора с псевдоожиженным слоем

Реферат

Целью данного исследования было изучение производительности системы двухступенчатого реактора с псевдоожиженным слоем (FBR) для пост- -очистка сточных вод заводов вторичной очистки сточных вод (Шахрак Гарб, Тегеран, Иран).Предложенная схема очистки была оценена с использованием опытных реакторов (вместимостью 106 л), заполненных ПВХ в качестве псевдоожиженного слоя (первая ступень) и гравием для целей фильтрации (вторая ступень). Сульфат алюминия (30 мг / л) и хлор (1 мг / л) использовали для коагуляции и дезинфекции сточных вод соответственно. Чтобы контролировать работу системы FBR, в пробах сточных вод отслеживали изменение нескольких параметров (биохимическая потребность в кислороде (БПК ₅ ), химическая потребность в кислороде (ХПК), мутность, общий фосфор, общая колиформная группа и фекальная колиформная группа).Результаты показали, что предлагаемая система может эффективно снизить БПК _5, и ХПК ниже 1,95 и 4,06 мг / л соответственно. Мутность сточных вод может быть ниже 0,75 NTU, что ниже, чем сообщалось для целей дезинфекции. Общий фосфор был снижен до 0,52 мг / л, что близко к нынешнему стандарту фосфора для предотвращения процесса эвтрофикации. В зависимости от концентрации микроорганизмов и скорости нагрузки на поверхность (5–10 м / ч) от 35 до 75% и от 67 до 97% колиформ удалялись без и с добавлением хлора, соответственно.Результаты этого исследования четко подтвердили эффективность системы FBR для доочистки стоков со станций вторичной очистки сточных вод без каких-либо проблем с твердыми частицами во время хлорирования.

Ключевые слова: Вторичный сток, ХПК, колиформ, реактор с псевдоожиженным слоем

Введение

Применение реакторов с псевдоожиженным слоем (FBR) для очистки сточных вод сегодня привлекло большое внимание в мире из-за их высокой эффективности, а также низких капитальных затрат и операционные затраты.Эта технология также набирает популярность в результате ужесточения стандартов сброса и увеличения потребности в регенерации воды. В последние годы технология FBR также использовалась в качестве эффективного метода для очистки различных типов высококонцентрированных сточных вод, таких как кукурузный настой [1], сточные воды ликероводочного завода [2], синтетические сточные воды саго [3], сточные воды с высоким содержанием сульфатов [ 4] и так далее.

Как правило, сточные воды со станций вторичной очистки сточных вод дополнительно обрабатываются на установках доочистки для повторного использования.На установках доочистки для очистки или доочистки сточных вод могут использоваться различные методы, такие как мембранные процессы, процесс усовершенствованного окисления, адсорбция, фильтрация и другие [5,6]. Свойства сточных вод могут напрямую влиять на скорость фильтрации и выбор подходящего фильтрующего материала. На водоочистных сооружениях фильтрующий материал часто выбирается в виде песка и фиксируется в резервуаре [7]. При фильтрации сточных вод установок вторичной очистки сточных вод для будущего повторного использования размеры фильтрующих материалов часто меньше и больше для предотвращения попадания одежды, а также для увеличения времени работы.Однако в этом случае фильтрующий материал может быть не в состоянии должным образом обрабатывать сточные воды из-за большего размера фильтрующего материала [8]. Если фильтрующий материал выбран как можно более тонким, основными проблемами станут одежда и меньшее время работы. Чтобы преодолеть эти проблемы, подходящей альтернативой может быть обработка сточных вод перед прохождением через фильтрующий материал [7]. Учитывая вышеизложенное, следует отметить, что технология FBR может быть использована как эффективный метод полной биологической очистки вторичных сточных вод перед фильтрацией.

Насколько известно авторам, в литературе нет систематических статей, специально посвященных исследованию применения двухступенчатой ​​системы FBR с фильтрационной колонной для очистки вторичных стоков. Поэтому уточнение места данной темы в схеме вторичной очистки сточных вод можно рассматривать как отдельную область исследования для сравнения результатов с вышеупомянутыми исследованиями. По этой причине целью настоящей работы было исследование производительности двухступенчатой ​​системы биореактора с псевдоожиженным слоем, заполненной ПВХ в качестве псевдоожиженного слоя (первая ступень) и гравием для целей фильтрации (вторая ступень) для поста. -очистка стоков со станций вторичной очистки сточных вод.

Материалы и методы

Образец сточных вод

Образцы неочищенных сточных вод были взяты из сточных вод очистных сооружений Shahrak Gharb (Тегеран, Иран). Тип очистки на очистных сооружениях Shahrak Gharb – активный ил с поверхностным аэратором. Некоторые характеристики сточных вод образцов приведены в таблице. Компоненты полученных образцов определяли по методикам, описанным в Стандартных методах [9].

Таблица 1

Характеристики стоков установок вторичной очистки сточных вод

---

6

---

6

---

6

---

Азот по Кьельдалю (TKN, мг / л)

---

9089

---

908 100 мл)

---

9105

Параметры	Минимум	Максимум	Среднее значение	908
5-дневная биохимическая потребность в кислороде (БПК 5 , мг / л)	16.9	21,5	18,76	1,78
Химическая потребность в кислороде (ХПК, мг / л)	32	40	40	0	0,69	2,76	1,69	0,797
Общий фосфор (TP, мг / л)	4,75	0,16
Общее количество твердых веществ (TS, мг / л)	556	704,6	640,72	970 970 970 970 908 900U	6,2	7,5	6,86	0,559
Электропроводность (ЕС, мкмос / см)	730	935	67870867 83306
Всего колиформ (MPN / 100 мл)	22 × 10 3	175 × 10 3	115800	61650
14 × 10 3	105 × 10 3	58280	37420
pH	7,2	7,5	7,2	7,5	13

Приготовление бактериальной культуры

Для определения общего количества колиформных, а также фекальных колиформ использовали метод ферментации в нескольких пробирках. Для приготовления микробной культуры использовали лактозный бульон, бриллиантовый зеленый и ЕС-бульон (Merck, Германия). Микробную культуру готовили в соответствии с процедурами, описанными в Стандартных методах [9].

Установка биореактора

Простая схема настоящего биореактора изображена на рисунке.Как видно на рисунке, система FBR имеет две цилиндрические колонны. Первая колонка была заполнена материалом ПВХ (высота 0,40 м) с эффективным размером 4 мм и плотностью 0,84 г / см ³ . Около 40% первой колонны было заполнено ПВХ для лучшего псевдоожижения слоя. Вторая колонка была заполнена гравием (высота 0,50 м) с эффективным размером 2 мм и плотностью 2,5 г / см ³ для окончательного осветления. Гравий был получен в окрестностях. Перед заполнением второго слоя гравий выдерживали в 10% растворе HCl для удаления глины и других остаточных загрязнений.Внешний диаметр, общая высота и общая емкость обеих колонок составляли 30 см, 150 см и 106 л соответственно. Все части реакторов были изготовлены из прозрачного оргстекла с толщиной стенок 2 мм. Сточные воды перекачивались перистальтическими насосами (Masterflex Cole-Parmer Vernon Hills, Иллинойс, США) со скоростью поверхностной нагрузки 5,0, 7,5 и 10,0 м / ч. Диапазон скоростей поверхностной нагрузки был выбран на основе размера фильтрующего материала и целевого загрязнителя [10-12]. Система FBR была разработана для поддержания 2 см столба сточной воды над обоими слоями, чтобы обеспечить постоянный расход.Перфорированные пластины диффузора (с диаметром отверстий 1 мм) использовались сверху и снизу слоев.

Схема экспериментальной установки.

На основании результатов предварительных испытаний в сосуде сульфат алюминия (30 мг / л) был добавлен во вторичные сточные воды с целью коагуляции. Хлор (1 мг / л) добавляли для дезинфекции сточных вод. Образцы сточных вод перемешивали с помощью вертикальной мешалки (Lovibond, США) для получения однородной среды в загружаемом материале. Система FBR работала в непрерывном режиме подачи путем закачки свежего сырья в реакторы.Биореакторы поддерживали при соответствующих температурах в течение примерно 10 дней, чтобы обеспечить уравновешивание температуры и рост микроорганизмов. После этого периода работоспособность настоящей системы FBR была исследована в среде с регулируемой температурой (35 ° C) путем сбора проб сточных вод из выходящего потока второго слоя через заранее определенные интервалы в 2 часа для дальнейших микробиологических и физико-химических анализов.

Падение давления и промывка слоев

Падение давления определялось как мера снижения скорости потока и эффективности удаления.Высота водяного столба над обеими колоннами поддерживалась равной 2 см, чтобы обеспечить постоянный расход и избежать канализации сточных вод. Когда высота водяного столба достигала примерно 2,2 см, колонки удаляли и промывали обратной промывкой дистиллированной водой. Более того, когда концентрация загрязняющих веществ в стоках биореактора превышала входящую концентрацию, биореактор очищали обратной промывкой. В настоящей работе оба метода были применены для исследования проблемы падения давления.Вторую колонку промывали обратной промывкой один раз в два дня работы, чтобы предотвратить падение давления. Во время обратной промывки второго слоя сточные воды из первой колонны рециркулировали к входу первого слоя для поддержания микробной активности. В данном случае было замечено, что большая часть ила улавливалась во внутренних частях второго слоя.

Результаты и обсуждение

Удаление БПК

₅ и ХПК

Концентрация биологической потребности в кислороде (БПК ₅ ) в сточных водах очистных сооружений может значительно влиять на уровень растворенного кислорода в принимающих водоемах.Суточная норма для БПК ₅ во вторичных сточных водах ограничена для поддержания на уровне 30 мг / л или ниже уполномоченной организацией [7,13]. Кроме того, концентрация BOD ₅ в чистой воде или чистых реках ограничена до 2 мг / л [14]. Следовательно, любые методы лечения должны снижать концентрацию БПК ₅ до уровня ниже 2 мг / л.

На рисунке a показано удаление BOD ₅ при различных скоростях поверхностной нагрузки. Из этого рисунка видно, что BOD ₅ и скорость поверхностной нагрузки существенно влияют на эффективность удаления.Более высокая эффективность удаления наблюдалась при поверхностной скорости 7,5 м / ч и концентрации БПК ₅ 18,5 мг / л. В этих условиях было удалено около 91% БПК ₅ , и наблюдаемая концентрация БПК ₅ в эффлюенте FBR составляла 1,67 мг / л. Кроме того, при этой поверхностной скорости и исходной концентрации BOD ₅ 19,5 мг / л измеренная концентрация в стоках составила около 1,95 мг / л. Таким образом, можно сделать вывод, что настоящая система может соответствовать доступным стандартам в 7.5 м / ч с гидравлической скоростью и начальной концентрацией БПК ₅ от 18,5 до 19,5 мг / л. Наименьшая эффективность удаления наблюдалась при 20,9 мг / л BOD ₅ и гидравлической скорости 10 м3 / ч. В этих условиях конечная концентрация БПК ₅ была определена как 6,11 мг / л.

Эффективность удаления BOD ₅ (а) и ХПК (б) при различных начальных концентрациях и скоростях поверхностного нагружения.

На рисунке b показано удаление ХПК при различных скоростях поверхностной нагрузки.Аналогичным образом, более высокая эффективность удаления ХПК наблюдалась при скорости поверхностной нагрузки 7,5 м / ч и начальной концентрации ХПК 34 мг / л. В этих условиях было удалено около 90,05% ХПК, а концентрация в сточных водах была снижена до около 3,23 мг / л. Для начальной концентрации ХПК 38 мг / л и скорости поверхностного нагружения 7,5 м / ч концентрация ХПК в стоках составила 4,06 мг / л. Кроме того, более низкая эффективность удаления наблюдалась при гидравлической скорости 10 м / ч. Основываясь на взаимосвязи между БПК _5, и ХПК [7,9], настоящая система может снизить входящую концентрацию ХПК до уровня ниже доступных стандартов при начальной концентрации ХПК от 34 до 38 мг / л и при 7.Гидравлическая скорость 5 м / ч.

При доочистке (коагуляция – флокуляция – дезинфекция для повторного использования в орошении) сточных вод установки вторичной очистки сточные воды в процентах удалялись по БПК ₅ и ХПК (исходные концентрации БПК ₅ и ХПК составляли 11,6 (± 3,1) мг / L и 38,8 (± 6,3) мг / л соответственно), что составило 46% и 39% соответственно. В исследовании авторы сообщили, что конечные концентрации БПК ₅ и ХПК были достигнуты до 6,3 (± 2.4) мг / л и 25,4 (± 4,8) мг / л соответственно [15]. В другой работе [16] была использована система медленной фильтрации через песок для доочистки выходящего потока из восходящего потока анаэробного слоя ила (UASB) реактора (средний BOD ₅ и COD составляли около 50 и 120 мг / л соответственно). Исследование пришло к выводу, что процент удаления для BOD _5, и COD был достигнут на уровне 43% и 34% в течение первых нескольких часов (36 часов) и достиг примерно 85% и 79% после 7 дней работы, соответственно. Таким образом, после 7 дней работы концентрации БПК ₅ и ХПК в медленных отходящих потоках песчаного фильтра были равны 7.5 и 25,2 мг / л соответственно [16]. Что касается медленной фильтрации песка и процесса коагуляции-флокуляции-дезинфекции, результаты, полученные в настоящей работе, были замечательными, так как конечные концентрации БПК ₅ и ХПК составляли 1,67 и 3,23 мг / л соответственно, что было намного ниже, чем в указанных работах. .

Удаление помутнения

Удаление помутнения необходимо для эффективного процесса дезинфекции. В водной среде агент мутности может защитить вирусные и бактериальные организмы от дезинфицирующих веществ.Для эффективной дезинфекции уполномоченная организация установила стандарт мутности на уровне 1 NTU. Кроме того, мутность может использоваться как мера производительности фильтра и падения давления [17,18]. По этой причине в данной работе удаление мутности было исследовано как важная характеристика сточных вод. На рисунке показано удаление мутности при различных единицах мутности и скорости поверхностной нагрузки. Наибольшая эффективность удаления наблюдалась при скорости поверхностной нагрузки 5 м / ч и 7.26 ед. Мутности. В этих условиях было удалено около 89,67% мутности, и поэтому конечное значение было ниже 0,75 NTU. Как упоминалось ранее, для эффективной дезинфекции мутность должна быть ниже 1 NTU. Следовательно, настоящая система FBR способна снизить мутность до уровня ниже 1 NTU.

Удаление мутности при различных единицах мутности и скорости поверхностного нагружения.

Учитывая более высокий процент удаления мутности (89,67%) и более низкую мутность в выходящем потоке, можно сделать вывод, что результаты, полученные в настоящей работе, были лучше, чем значения, указанные при последующей обработке выходящего потока реактора UASB медленной фильтрацией через песок [ 16].В этой работе средняя мутность составила 56,5 NTU, а максимальный процент удаления составил 91,60%. Основываясь на этой эффективности удаления, мутность сточных вод была достигнута в среднем до 2,9 NTU. В этой работе глубина песка и эффективный размер составляли 54 см и 0,43 мм соответственно. По сравнению с этой работой, несмотря на более высокую начальную мутность, настоящая система, содержащая псевдоожиженный слой с фильтрующей средой с глубиной гравия 50 см и эффективным размером 2 мм, кажется более эффективной и надежной для удаления мутности.В другой работе, проведенной для доочистки городских сточных вод с помощью медленной фильтрации песка, сообщалось, что более высокая эффективность удаления мутности составила около 88% для песка с эффективным размером 0,23 мм и глубиной песка 84 см [19]. По сравнению с медленной фильтрацией через песок [15,19], настоящие результаты показали лучший процент удаления мутности. В другой работе по доочистке вторичных сточных вод путем сочетания коагуляции, флокуляции и дезинфекции, начальная мутность была равна 6.9 (± 4,3) NTU и после лечения достигла 1,2 (± 0,4) NTU, что близко к настоящим результатам [15]. Общие результаты ясно демонстрируют, что только медленная фильтрация через песок не только достаточна для удаления мутности, и поэтому требуется дополнительный процесс обработки, такой как коагуляция или двухступенчатая фильтрация через слой, как в настоящей системе.

Удаление общего фосфора

Фосфат существует в окружающей среде в основном в ионизированной форме и естественным образом встречается в некоторых породах и почвах. Он необходим для роста растений как макроэлемент большинства биологических существ и классифицируется как один из основных ограничивающих питательных веществ организмов, живущих в водных ресурсах.Основная роль фосфора в окружающей среде хорошо известна как эвтрофикация поверхностных вод в его чрезмерном пределе [20].

Удаление общего фосфора (TP) настоящей системой показано на рисунке. Как видно из этого рисунка, удаление фосфора увеличивалось с увеличением начальной концентрации фосфора и достигало максимальной эффективности удаления 4,8 мг / л. Кроме того, эффективность удаления снижалась с увеличением скорости поверхностной нагрузки и была максимальной при 5 м / ч.При начальной концентрации фосфора 4,80 мг / л и скорости поверхностной нагрузки 5 м / ч эффективность удаления составила около 89,1%. Концентрация в сточных водах достигла примерно 0,52 мг / л, что ниже, чем сообщается для концентрации фосфора (0,5–1,0 мг / л) для защиты от эвтрофикации [21].

Эффективность удаления общего фосфора при различной начальной концентрации и скорости поверхностной нагрузки.

Удаление кишечной палочки без хлорирования при разной скорости организма и разной гидравлической скорости

Болезни, передающиеся через воду, являются одними из основных случаев болезней человека.Сброс сточных вод очистных сооружений, содержащих любые виды микроорганизмов, может вызвать загрязнение водоснабжения [22]. С другой стороны, неправильно спроектированные и эксплуатируемые водоочистные сооружения не могут эффективно удалить патогенные организмы из питьевой воды. Эта проблема может привести к неприятным последствиям в развивающихся странах, где нет значительных средств обеззараживания воды [18,23,24]. По оценкам Всемирной организации здравоохранения [18], 1,1 миллиарда человек во всем мире не имеют доступа к безопасной воде.Потребление загрязненной воды может вызвать многие серьезные заболевания, такие как брюшной тиф, гепатит А и Е, полиомиелит и холера [5]. Многие микроорганизмы, особенно группы кишечной палочки, могут вызывать различные типы заболеваний, передающихся через воду. Следовательно, инактивация патогенных организмов соответствующими методами необходима для защиты здоровья человека от употребления загрязненной воды. Первоначально хлор и его промежуточные соединения представляют собой обычные химические вещества, которые добавляют в воду для инактивации патогенных микроорганизмов [6,25].Недавно многие исследователи указали, что добавление хлора для дезинфекции воды может производить множество побочных продуктов, которые являются канцерогенами для здоровья человека. Удаление этих соединений эффективным методом само по себе является серьезной задачей в области обеззараживания воды [7]. По этой причине были бы полезны любые эффективные методы, такие как усовершенствованные процессы окисления [26,27], которые могут быть способны удалять патогенные микроорганизмы без образования побочных продуктов. Из литературы видно, что обычно применяемыми методами удаления микроорганизмов являются хлорирование, озонирование, УФ-облучение и другие методы окисления [28].Однако, насколько нам известно, существует мало работы по удалению фекалий и общих колиформных бактерий с помощью псевдоожиженного слоя, сопровождаемого фильтровальной установкой. По этой причине в настоящей работе также была исследована эффективность системы FBR с хлорированием и без хлорирования для удаления общих и фекальных колиформных организмов.

На рисунке показано удаление общих и фекальных колиформ без какого-либо хлорирования сточных вод при различных концентрациях микроорганизмов и скорости поверхностной нагрузки. При скорости поверхностной нагрузки 5 м / ч удаление общей колиформной группы увеличивалось по мере того, как общая концентрация колиформ увеличивалась с 22 × 10 ³ до 53 × 10 ³ (MPN, наиболее вероятное число), а затем достигала стационарного значения. стадия увеличения общей концентрации кишечной палочки с 53 × 10 ³ до 175 × 10 ³ (MPN).Для общих концентраций кишечной палочки 22 × 10 ³ , 46 × 10 ³ и 175 × 10 ³ (MPN) эффективность удаления составила 32, 77 и 77% соответственно. Общие концентрации кишечной палочки в сточных водах при этих значениях эффективности удаления составляли примерно 15, 12 и 41 × 10 ³ (MPN), соответственно, что было неприемлемо для сброса сточных вод в окружающую среду без хлорирования. Удаление фекальных колиформ при скорости поверхностной нагрузки 5 м / ч увеличивалось примерно линейно с увеличением концентрации фекальных колиформ с 14 × 10 ³ до 50 × 10 ³ (MPN).Эффективность удаления составляла 50 и 82% для концентраций фекальных колиформ 14 × 10 ³ и 50 × 10 ³ (MPN), соответственно. В соответствии с этими процентами удаления, концентрации сточных фекальных колиформных бактерий были определены как 7 × 10 ³ и 9 × 10 ³ (MPN), соответственно. Результаты показали, что конечные концентрации фекальных колиформных бактерий не соответствовали стандартным уровням для фекальных колиформ.

Удаление общих колиформных бактерий (а) и фекальных колиформ (b) при различных концентрациях микроорганизмов и скорости поверхностной нагрузки без хлорирования (НДН: наиболее вероятное число).

При скорости поверхностной нагрузки 7,5 м / ч эффективность удаления была увеличена примерно линейно для фекальных общих колиформ с 52 до 60% при увеличении общей концентрации колиформ с 27 × 10 ³ до 140 × 10 ³ (MPN) , соответственно. Для этих значений общие концентрации кишечной палочки в стоках составляли от 13 × 10 ³ до 56 × 10 ³ (MPN), соответственно. Для фекальных колиформ эффективность удаления увеличилась с 44 до 73% с увеличением концентрации колиформ с 16 × 10 ³ до 105 × 10 ³ (MPN), соответственно.Концентрация сточных фекальных колиформ составляла 9 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 44% и 28 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 73%. Результат показал, что общая колиформная или фекальная колиформная бактерия при этих значениях эффективности удаления не соответствовала стандартным уровням для выбросов в окружающую среду. Следовательно, увеличение скорости поверхностной нагрузки с 5 до 7,5 м / ч привело к снижению эффективности удаления кишечной палочки.

При скорости поверхностной нагрузки 10 м / ч эффективность удаления общих и фекальных колиформ снижалась с увеличением концентрации колиформ.При увеличении общей концентрации кишечной палочки с 33 × 10 ³ до 110 × 10 ³ (MPN) эффективность удаления снизилась с 64 до 45% соответственно. С другой стороны, эффективность удаления фекальных колиформных бактерий снизилась с 53 до 35% с увеличением концентрации фекальных колиформ с 17 × 10 ³ до 60 × 10 ³ (MPN), соответственно. Концентрация общей колиформной группы в эффлюентах фильтров составляла 12 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 64% и 60 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 45%.Аналогичным образом, концентрация фекальных колиформ составляла 8 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 53% и 39 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 35%.

Результаты показали, что общие и фекальные колиформные бактерии могут быть эффективно удалены при скорости поверхностной нагрузки 5 и 7,5 м / ч с увеличением концентрации в организме. Снижение эффективности удаления кишечной палочки при поверхностной скорости 10 м / ч может быть связано с удалением слоя биопленки из псевдоожиженного слоя, а также из-за дезориентации фильтрующего слоя в условиях высокой гидравлической нагрузки.Таким образом, можно сделать вывод, что как поверхностная скорость, так и концентрация микроорганизмов будут влиять на эффективность удаления. В целом, концентрация микроорганизмов в виде кишечной палочки из сточных вод заводов и поступающих в систему FBR находилась в диапазоне 15–175 × 10 ³ (MPN), и настоящая система удаляла от 30% до 83% микроорганизмов в зависимости от тип микроорганизма и скорость поверхностной нагрузки. Однако следует отметить, что стандарт сброса вторичных сточных вод как бактерий группы кишечной палочки, как сообщается, ниже 200–400 MPN / 100 мл [28].Процент удаления существующей системы был значительным, но FBR не мог соответствовать стандартам сброса сточных вод для организмов группы кишечной палочки без хлорирования. Следовательно, при очистке вторичных сточных вод с помощью системы FBR потребуется надлежащая дезинфекция.

Удаление колиформных бактерий хлорированием

На рисунке показано влияние добавления хлора на эффективность удаления колиформных организмов в используемом реакторе. Как видно из этого рисунка, добавление хлора приводит к увеличению удаления микроорганизмов без влияния скорости гидравлической нагрузки.При хлорировании было удалено от 90 до 98% как общих, так и фекальных колиформ, в зависимости от концентрации колиформ и степени гидравлической нагрузки на поверхность. Принимая во внимание все применяемые скорости поверхностной нагрузки и различные концентрации микроорганизмов, конечные концентрации как для общей, так и для фекальной колиформной группы были достигнуты ниже 2,2 MPN / 100 мл. Таким образом, можно сделать вывод, что система FBR может соответствовать стандарту воды для питьевой воды с добавлением хлора [13]. Сообщается, что концентрация хлора для окисления неочищенных или вторичных сточных вод может достигать 5–20 мг / л и на таком более высоком уровне; Добавление хлора приводит к увеличению концентрации ИВ в очищаемых сточных водах [28].Однако в настоящей работе мы не наблюдали прироста концентрации ИВ при FBR – хлорировании вторичных сточных вод для удаления колиформных организмов. Что еще более важно, использованная концентрация хлора (1 мг / л), применяемая во вторичных сточных водах, была очень низкой по сравнению с другими исследованиями, что указывает на преимущество настоящей системы для удаления микроорганизмов.

Удаление общих колиформных бактерий (a) и фекальных колиформ (b) при различных концентрациях микроорганизмов и степени нагрузки на поверхность с помощью хлорирования (MPN: наиболее вероятное число).

В таблице приведены данные о производительности, касающиеся сравнения различных конфигураций FBR для очистки различных типов сточных вод, таких как сточные воды с синтетическим крахмалом [29], розовые воды [30], настоящие текстильные сточные воды [31], сточные воды, загрязненные дизельным топливом [32] сточные воды пивоваренных заводов [33], текстильные сточные воды [34] и сточные воды высококонцентрированных спиртзаводов [35]. Данные производительности показывают, что был проведен широкий диапазон рабочих условий для удаления ХПК, БПК ₅ , цвета, TS, TP и других.Различные типы материалов, такие как ПВХ, гравий, гранулированный активированный уголь (GAC), пемза, частицы вулканической породы, мелкие частицы кремнезема, полиэтиленовый материал и природный цеолит, использовались в качестве среды для поддержки роста. Данные производительности показывают, что исходный pH был установлен в диапазоне от 6,7 до 7,8, а широкий диапазон начальных значений ХПК был исследован в пределах от 32 до 7000 мг / л. На основании максимальных удалений, полученных из различных конфигураций FBR, настоящие данные кажутся сопоставимыми с данными других (таблица).Однако следует отметить, что различия обусловлены характеристиками исследуемых сточных вод и экспериментальными условиями, такими как применяемые скорости загрузки, начальная концентрация загрязняющих веществ, время гидравлического удерживания, рабочая температура, а также различные типы поддерживающих сред. Эти различия также можно объяснить присутствием в сточных водах нескольких стойких неорганических соединений, сложных компонентов и других нежелательных примесей.

Таблица 2

Сравнение различных типологий FBR для очистки различных типов сточных вод

Начальные концентрации и уровни загрузки Розовая вода

---

Тип сточных вод	Тип и размеры реактора	Вспомогательный материал	Условия эксплуатации	Эффективность	Артикул и регион
				(т.е.е. ХПК, БПК 5 , удаление TS и т. Д.)
Стоки установок вторичной очистки сточных вод	Двухступенчатый FBR, V = 106 л, H = 1,5 м, D = 0,30 м	ПВХ и гравий	ХПК = 32-40 мг / л	pH = 7,2-7,5	90,5%, 91%, 89,7%, 89,1% и 98% ХПК, БПК 5 , мутность, TP и удаление кишечной палочки , соответственно	Настоящее исследование, Иран
			BOD 5 = 16.9-21,5 мг / л	T = 35 ° C
				v f = 5, 7,5 и 10 м / ч
			TS = 556–704,6 мг / л
			Мутность = 6,2-7,5 NTU
Сточные воды из синтетического крахмала	Анаэробный конический FBR, V = 7,8 л	Гранулированный активированный уголь (GAC)	OLR = 1,0-85,44 кг COD16 / (м 3 3 3 3 день)	pH = 6,8-7,2	Удаление ХПК 92%	Parthiban et al.[3], Индия
				HRT = 1,97–26,74 ч
			ХПК = 1100–7000 мг / л
			БПК 5 = 690–5960 мг / л
GAC-FBR, H = 4,9 м, D = 0,51 м	GAC	TNT = 3,5-56,2 мг / л	pH = 6,8-7	TNT сточных вод = <0,03 - 2,8 мг / л	Maloney et al. [30], США
			HRT = 125–375 мин
			T = 67–106.5 ° F
Текстильные сточные воды	Анаэробный FBR, V = 4 L, H = 73 см, D = 5,2 см	Пемза	OLR = 1–5 кг ХПК / (м 3 .day) ХПК = 1030–6000 мг / л	HRT = 24 часа	82%, 94% и 59% ХПК, БПК 5 и удаления цвета соответственно	Sen and Demirer [31 ], Турция
				T = 35 (± 2) ° C
				v f = 19 м / ч
Сточные воды, загрязненные дизельным топливом	Трехфазный FBR, V = 200L, H = 3 м, D = 0.17 м	Частицы лавы	DF = 50–700 мг / л ХПК = 547–4025 мг / л	pH = 6,7–7,8	> 99,9%, 96,2%, 99,9% и 47,8% удаления DF, COD, TS и мутности соответственно	Lohi et al. [32], Канада
				HRT = 4 ч
				T = 20 (± 5) ° C
				v f = 0,3 см / с
Сточные воды пивоваренного завода	Анаэробный обратный FBR, V = 1.9 L, H = 1,37 м, D = 4,48 см	Мелкий диоксид кремния		pH = 7	> 90% удаления ХПК	Alvarado-Lassman et al. [33], Мексика
		частиц и полиэтиленового материала	OLR = 70 кг ХПК / (м 3 . День)	T = 35 ° C
				v f = 6 м / ч
			БПК 5 = 1375 мг / л
Текстильные сточные воды	Анаэробный FBR, V = 3.75 л, H = 750 мм, D = 80 см	Активированный уголь	OLR = 1,5-8,4 кг ХПК / (м 3 . День) ХПК = 810–4200 мг / л	pH = 7,8	98%, 95% и 65% ХПК, БПК 5 и удаления цвета соответственно	Харун и Идрис [34], Малайзия
				HRT = 4–12 ч T = 35 ° C
Высокопрочные сточные воды ликероводочного завода	Анаэробный FBR, V = 5,9 л, H = 74 см, D = 6.5 см	Природный цеолит	OLR = 3–20 кг ХПК / (м 3 . День)	pH = 6,7-7,6	Удаление ХПК> 80%	Fernandez et al. [35], Чили
				T = 30 (± 2) ° C

Как видно из недавней литературы, нет систематических статей, специально посвященных исследованию применения двухступенчатой ​​системы FBR. с фильтрационной колонной для доочистки стоков установок вторичной очистки сточных вод.По этой причине настоящее исследование направлено на восполнение пробела в этой области путем сосредоточения внимания на эффективности обработки с помощью технологии FBR реальных вторичных сточных вод. Более того, большинство исследований проводились в лабораторных условиях; однако применимость системы FBR была специально исследована в экспериментальном масштабе в настоящей работе. Помимо обычных параметров сточных вод, эффективность двухступенчатой ​​системы FBR также была исследована в качестве конкретной цели для инактивации патогенных организмов (т.е. общий и фекальный колиформный организм) с хлорированием и без него. На основании вышеизложенного подчеркивается новизна настоящего исследования путем сравнения экспериментальных результатов с предыдущими публикациями.

Дополнительная очистка стоков установки вторичной очистки сточных вод с использованием двухступенчатой ​​системы биореактора с псевдоожиженным слоем

Реферат

Целью данного исследования было изучение производительности системы двухступенчатого реактора с псевдоожиженным слоем (FBR) для пост- -очистка сточных вод заводов вторичной очистки сточных вод (Шахрак Гарб, Тегеран, Иран).Предложенная схема очистки была оценена с использованием опытных реакторов (вместимостью 106 л), заполненных ПВХ в качестве псевдоожиженного слоя (первая ступень) и гравием для целей фильтрации (вторая ступень). Сульфат алюминия (30 мг / л) и хлор (1 мг / л) использовали для коагуляции и дезинфекции сточных вод соответственно. Чтобы контролировать работу системы FBR, в пробах сточных вод отслеживали изменение нескольких параметров (биохимическая потребность в кислороде (БПК ₅ ), химическая потребность в кислороде (ХПК), мутность, общий фосфор, общая колиформная группа и фекальная колиформная группа).Результаты показали, что предлагаемая система может эффективно снизить БПК _5, и ХПК ниже 1,95 и 4,06 мг / л соответственно. Мутность сточных вод может быть ниже 0,75 NTU, что ниже, чем сообщалось для целей дезинфекции. Общий фосфор был снижен до 0,52 мг / л, что близко к нынешнему стандарту фосфора для предотвращения процесса эвтрофикации. В зависимости от концентрации микроорганизмов и скорости нагрузки на поверхность (5–10 м / ч) от 35 до 75% и от 67 до 97% колиформ удалялись без и с добавлением хлора, соответственно.Результаты этого исследования четко подтвердили эффективность системы FBR для доочистки стоков со станций вторичной очистки сточных вод без каких-либо проблем с твердыми частицами во время хлорирования.

Ключевые слова: Вторичный сток, ХПК, колиформ, реактор с псевдоожиженным слоем

Введение

Применение реакторов с псевдоожиженным слоем (FBR) для очистки сточных вод сегодня привлекло большое внимание в мире из-за их высокой эффективности, а также низких капитальных затрат и операционные затраты.Эта технология также набирает популярность в результате ужесточения стандартов сброса и увеличения потребности в регенерации воды. В последние годы технология FBR также использовалась в качестве эффективного метода для очистки различных типов высококонцентрированных сточных вод, таких как кукурузный настой [1], сточные воды ликероводочного завода [2], синтетические сточные воды саго [3], сточные воды с высоким содержанием сульфатов [ 4] и так далее.

Как правило, сточные воды со станций вторичной очистки сточных вод дополнительно обрабатываются на установках доочистки для повторного использования.На установках доочистки для очистки или доочистки сточных вод могут использоваться различные методы, такие как мембранные процессы, процесс усовершенствованного окисления, адсорбция, фильтрация и другие [5,6]. Свойства сточных вод могут напрямую влиять на скорость фильтрации и выбор подходящего фильтрующего материала. На водоочистных сооружениях фильтрующий материал часто выбирается в виде песка и фиксируется в резервуаре [7]. При фильтрации сточных вод установок вторичной очистки сточных вод для будущего повторного использования размеры фильтрующих материалов часто меньше и больше для предотвращения попадания одежды, а также для увеличения времени работы.Однако в этом случае фильтрующий материал может быть не в состоянии должным образом обрабатывать сточные воды из-за большего размера фильтрующего материала [8]. Если фильтрующий материал выбран как можно более тонким, основными проблемами станут одежда и меньшее время работы. Чтобы преодолеть эти проблемы, подходящей альтернативой может быть обработка сточных вод перед прохождением через фильтрующий материал [7]. Учитывая вышеизложенное, следует отметить, что технология FBR может быть использована как эффективный метод полной биологической очистки вторичных сточных вод перед фильтрацией.

Насколько известно авторам, в литературе нет систематических статей, специально посвященных исследованию применения двухступенчатой ​​системы FBR с фильтрационной колонной для очистки вторичных стоков. Поэтому уточнение места данной темы в схеме вторичной очистки сточных вод можно рассматривать как отдельную область исследования для сравнения результатов с вышеупомянутыми исследованиями. По этой причине целью настоящей работы было исследование производительности двухступенчатой ​​системы биореактора с псевдоожиженным слоем, заполненной ПВХ в качестве псевдоожиженного слоя (первая ступень) и гравием для целей фильтрации (вторая ступень) для поста. -очистка стоков со станций вторичной очистки сточных вод.

Материалы и методы

Образец сточных вод

Образцы неочищенных сточных вод были взяты из сточных вод очистных сооружений Shahrak Gharb (Тегеран, Иран). Тип очистки на очистных сооружениях Shahrak Gharb – активный ил с поверхностным аэратором. Некоторые характеристики сточных вод образцов приведены в таблице. Компоненты полученных образцов определяли по методикам, описанным в Стандартных методах [9].

Таблица 1

Характеристики стоков установок вторичной очистки сточных вод

---

6

---

6

---

6

---

Азот по Кьельдалю (TKN, мг / л)

---

9089

---

908 100 мл)

---

9105

Параметры	Минимум	Максимум	Среднее значение	908
5-дневная биохимическая потребность в кислороде (БПК 5 , мг / л)	16.9	21,5	18,76	1,78
Химическая потребность в кислороде (ХПК, мг / л)	32	40	40	0	0,69	2,76	1,69	0,797
Общий фосфор (TP, мг / л)	4,75	0,16
Общее количество твердых веществ (TS, мг / л)	556	704,6	640,72	970 970 970 970 908 900U	6,2	7,5	6,86	0,559
Электропроводность (ЕС, мкмос / см)	730	935	67870867 83306
Всего колиформ (MPN / 100 мл)	22 × 10 3	175 × 10 3	115800	61650
14 × 10 3	105 × 10 3	58280	37420
pH	7,2	7,5	7,2	7,5	13

Приготовление бактериальной культуры

Для определения общего количества колиформных, а также фекальных колиформ использовали метод ферментации в нескольких пробирках. Для приготовления микробной культуры использовали лактозный бульон, бриллиантовый зеленый и ЕС-бульон (Merck, Германия). Микробную культуру готовили в соответствии с процедурами, описанными в Стандартных методах [9].

Установка биореактора

Простая схема настоящего биореактора изображена на рисунке.Как видно на рисунке, система FBR имеет две цилиндрические колонны. Первая колонка была заполнена материалом ПВХ (высота 0,40 м) с эффективным размером 4 мм и плотностью 0,84 г / см ³ . Около 40% первой колонны было заполнено ПВХ для лучшего псевдоожижения слоя. Вторая колонка была заполнена гравием (высота 0,50 м) с эффективным размером 2 мм и плотностью 2,5 г / см ³ для окончательного осветления. Гравий был получен в окрестностях. Перед заполнением второго слоя гравий выдерживали в 10% растворе HCl для удаления глины и других остаточных загрязнений.Внешний диаметр, общая высота и общая емкость обеих колонок составляли 30 см, 150 см и 106 л соответственно. Все части реакторов были изготовлены из прозрачного оргстекла с толщиной стенок 2 мм. Сточные воды перекачивались перистальтическими насосами (Masterflex Cole-Parmer Vernon Hills, Иллинойс, США) со скоростью поверхностной нагрузки 5,0, 7,5 и 10,0 м / ч. Диапазон скоростей поверхностной нагрузки был выбран на основе размера фильтрующего материала и целевого загрязнителя [10-12]. Система FBR была разработана для поддержания 2 см столба сточной воды над обоими слоями, чтобы обеспечить постоянный расход.Перфорированные пластины диффузора (с диаметром отверстий 1 мм) использовались сверху и снизу слоев.

Схема экспериментальной установки.

На основании результатов предварительных испытаний в сосуде сульфат алюминия (30 мг / л) был добавлен во вторичные сточные воды с целью коагуляции. Хлор (1 мг / л) добавляли для дезинфекции сточных вод. Образцы сточных вод перемешивали с помощью вертикальной мешалки (Lovibond, США) для получения однородной среды в загружаемом материале. Система FBR работала в непрерывном режиме подачи путем закачки свежего сырья в реакторы.Биореакторы поддерживали при соответствующих температурах в течение примерно 10 дней, чтобы обеспечить уравновешивание температуры и рост микроорганизмов. После этого периода работоспособность настоящей системы FBR была исследована в среде с регулируемой температурой (35 ° C) путем сбора проб сточных вод из выходящего потока второго слоя через заранее определенные интервалы в 2 часа для дальнейших микробиологических и физико-химических анализов.

Падение давления и промывка слоев

Падение давления определялось как мера снижения скорости потока и эффективности удаления.Высота водяного столба над обеими колоннами поддерживалась равной 2 см, чтобы обеспечить постоянный расход и избежать канализации сточных вод. Когда высота водяного столба достигала примерно 2,2 см, колонки удаляли и промывали обратной промывкой дистиллированной водой. Более того, когда концентрация загрязняющих веществ в стоках биореактора превышала входящую концентрацию, биореактор очищали обратной промывкой. В настоящей работе оба метода были применены для исследования проблемы падения давления.Вторую колонку промывали обратной промывкой один раз в два дня работы, чтобы предотвратить падение давления. Во время обратной промывки второго слоя сточные воды из первой колонны рециркулировали к входу первого слоя для поддержания микробной активности. В данном случае было замечено, что большая часть ила улавливалась во внутренних частях второго слоя.

Результаты и обсуждение

Удаление БПК

₅ и ХПК

Концентрация биологической потребности в кислороде (БПК ₅ ) в сточных водах очистных сооружений может значительно влиять на уровень растворенного кислорода в принимающих водоемах.Суточная норма для БПК ₅ во вторичных сточных водах ограничена для поддержания на уровне 30 мг / л или ниже уполномоченной организацией [7,13]. Кроме того, концентрация BOD ₅ в чистой воде или чистых реках ограничена до 2 мг / л [14]. Следовательно, любые методы лечения должны снижать концентрацию БПК ₅ до уровня ниже 2 мг / л.

На рисунке a показано удаление BOD ₅ при различных скоростях поверхностной нагрузки. Из этого рисунка видно, что BOD ₅ и скорость поверхностной нагрузки существенно влияют на эффективность удаления.Более высокая эффективность удаления наблюдалась при поверхностной скорости 7,5 м / ч и концентрации БПК ₅ 18,5 мг / л. В этих условиях было удалено около 91% БПК ₅ , и наблюдаемая концентрация БПК ₅ в эффлюенте FBR составляла 1,67 мг / л. Кроме того, при этой поверхностной скорости и исходной концентрации BOD ₅ 19,5 мг / л измеренная концентрация в стоках составила около 1,95 мг / л. Таким образом, можно сделать вывод, что настоящая система может соответствовать доступным стандартам в 7.5 м / ч с гидравлической скоростью и начальной концентрацией БПК ₅ от 18,5 до 19,5 мг / л. Наименьшая эффективность удаления наблюдалась при 20,9 мг / л BOD ₅ и гидравлической скорости 10 м3 / ч. В этих условиях конечная концентрация БПК ₅ была определена как 6,11 мг / л.

Эффективность удаления BOD ₅ (а) и ХПК (б) при различных начальных концентрациях и скоростях поверхностного нагружения.

На рисунке b показано удаление ХПК при различных скоростях поверхностной нагрузки.Аналогичным образом, более высокая эффективность удаления ХПК наблюдалась при скорости поверхностной нагрузки 7,5 м / ч и начальной концентрации ХПК 34 мг / л. В этих условиях было удалено около 90,05% ХПК, а концентрация в сточных водах была снижена до около 3,23 мг / л. Для начальной концентрации ХПК 38 мг / л и скорости поверхностного нагружения 7,5 м / ч концентрация ХПК в стоках составила 4,06 мг / л. Кроме того, более низкая эффективность удаления наблюдалась при гидравлической скорости 10 м / ч. Основываясь на взаимосвязи между БПК _5, и ХПК [7,9], настоящая система может снизить входящую концентрацию ХПК до уровня ниже доступных стандартов при начальной концентрации ХПК от 34 до 38 мг / л и при 7.Гидравлическая скорость 5 м / ч.

При доочистке (коагуляция – флокуляция – дезинфекция для повторного использования в орошении) сточных вод установки вторичной очистки сточные воды в процентах удалялись по БПК ₅ и ХПК (исходные концентрации БПК ₅ и ХПК составляли 11,6 (± 3,1) мг / L и 38,8 (± 6,3) мг / л соответственно), что составило 46% и 39% соответственно. В исследовании авторы сообщили, что конечные концентрации БПК ₅ и ХПК были достигнуты до 6,3 (± 2.4) мг / л и 25,4 (± 4,8) мг / л соответственно [15]. В другой работе [16] была использована система медленной фильтрации через песок для доочистки выходящего потока из восходящего потока анаэробного слоя ила (UASB) реактора (средний BOD ₅ и COD составляли около 50 и 120 мг / л соответственно). Исследование пришло к выводу, что процент удаления для BOD _5, и COD был достигнут на уровне 43% и 34% в течение первых нескольких часов (36 часов) и достиг примерно 85% и 79% после 7 дней работы, соответственно. Таким образом, после 7 дней работы концентрации БПК ₅ и ХПК в медленных отходящих потоках песчаного фильтра были равны 7.5 и 25,2 мг / л соответственно [16]. Что касается медленной фильтрации песка и процесса коагуляции-флокуляции-дезинфекции, результаты, полученные в настоящей работе, были замечательными, так как конечные концентрации БПК ₅ и ХПК составляли 1,67 и 3,23 мг / л соответственно, что было намного ниже, чем в указанных работах. .

Удаление помутнения

Удаление помутнения необходимо для эффективного процесса дезинфекции. В водной среде агент мутности может защитить вирусные и бактериальные организмы от дезинфицирующих веществ.Для эффективной дезинфекции уполномоченная организация установила стандарт мутности на уровне 1 NTU. Кроме того, мутность может использоваться как мера производительности фильтра и падения давления [17,18]. По этой причине в данной работе удаление мутности было исследовано как важная характеристика сточных вод. На рисунке показано удаление мутности при различных единицах мутности и скорости поверхностной нагрузки. Наибольшая эффективность удаления наблюдалась при скорости поверхностной нагрузки 5 м / ч и 7.26 ед. Мутности. В этих условиях было удалено около 89,67% мутности, и поэтому конечное значение было ниже 0,75 NTU. Как упоминалось ранее, для эффективной дезинфекции мутность должна быть ниже 1 NTU. Следовательно, настоящая система FBR способна снизить мутность до уровня ниже 1 NTU.

Удаление мутности при различных единицах мутности и скорости поверхностного нагружения.

Учитывая более высокий процент удаления мутности (89,67%) и более низкую мутность в выходящем потоке, можно сделать вывод, что результаты, полученные в настоящей работе, были лучше, чем значения, указанные при последующей обработке выходящего потока реактора UASB медленной фильтрацией через песок [ 16].В этой работе средняя мутность составила 56,5 NTU, а максимальный процент удаления составил 91,60%. Основываясь на этой эффективности удаления, мутность сточных вод была достигнута в среднем до 2,9 NTU. В этой работе глубина песка и эффективный размер составляли 54 см и 0,43 мм соответственно. По сравнению с этой работой, несмотря на более высокую начальную мутность, настоящая система, содержащая псевдоожиженный слой с фильтрующей средой с глубиной гравия 50 см и эффективным размером 2 мм, кажется более эффективной и надежной для удаления мутности.В другой работе, проведенной для доочистки городских сточных вод с помощью медленной фильтрации песка, сообщалось, что более высокая эффективность удаления мутности составила около 88% для песка с эффективным размером 0,23 мм и глубиной песка 84 см [19]. По сравнению с медленной фильтрацией через песок [15,19], настоящие результаты показали лучший процент удаления мутности. В другой работе по доочистке вторичных сточных вод путем сочетания коагуляции, флокуляции и дезинфекции, начальная мутность была равна 6.9 (± 4,3) NTU и после лечения достигла 1,2 (± 0,4) NTU, что близко к настоящим результатам [15]. Общие результаты ясно демонстрируют, что только медленная фильтрация через песок не только достаточна для удаления мутности, и поэтому требуется дополнительный процесс обработки, такой как коагуляция или двухступенчатая фильтрация через слой, как в настоящей системе.

Удаление общего фосфора

Фосфат существует в окружающей среде в основном в ионизированной форме и естественным образом встречается в некоторых породах и почвах. Он необходим для роста растений как макроэлемент большинства биологических существ и классифицируется как один из основных ограничивающих питательных веществ организмов, живущих в водных ресурсах.Основная роль фосфора в окружающей среде хорошо известна как эвтрофикация поверхностных вод в его чрезмерном пределе [20].

Удаление общего фосфора (TP) настоящей системой показано на рисунке. Как видно из этого рисунка, удаление фосфора увеличивалось с увеличением начальной концентрации фосфора и достигало максимальной эффективности удаления 4,8 мг / л. Кроме того, эффективность удаления снижалась с увеличением скорости поверхностной нагрузки и была максимальной при 5 м / ч.При начальной концентрации фосфора 4,80 мг / л и скорости поверхностной нагрузки 5 м / ч эффективность удаления составила около 89,1%. Концентрация в сточных водах достигла примерно 0,52 мг / л, что ниже, чем сообщается для концентрации фосфора (0,5–1,0 мг / л) для защиты от эвтрофикации [21].

Эффективность удаления общего фосфора при различной начальной концентрации и скорости поверхностной нагрузки.

Удаление кишечной палочки без хлорирования при разной скорости организма и разной гидравлической скорости

Болезни, передающиеся через воду, являются одними из основных случаев болезней человека.Сброс сточных вод очистных сооружений, содержащих любые виды микроорганизмов, может вызвать загрязнение водоснабжения [22]. С другой стороны, неправильно спроектированные и эксплуатируемые водоочистные сооружения не могут эффективно удалить патогенные организмы из питьевой воды. Эта проблема может привести к неприятным последствиям в развивающихся странах, где нет значительных средств обеззараживания воды [18,23,24]. По оценкам Всемирной организации здравоохранения [18], 1,1 миллиарда человек во всем мире не имеют доступа к безопасной воде.Потребление загрязненной воды может вызвать многие серьезные заболевания, такие как брюшной тиф, гепатит А и Е, полиомиелит и холера [5]. Многие микроорганизмы, особенно группы кишечной палочки, могут вызывать различные типы заболеваний, передающихся через воду. Следовательно, инактивация патогенных организмов соответствующими методами необходима для защиты здоровья человека от употребления загрязненной воды. Первоначально хлор и его промежуточные соединения представляют собой обычные химические вещества, которые добавляют в воду для инактивации патогенных микроорганизмов [6,25].Недавно многие исследователи указали, что добавление хлора для дезинфекции воды может производить множество побочных продуктов, которые являются канцерогенами для здоровья человека. Удаление этих соединений эффективным методом само по себе является серьезной задачей в области обеззараживания воды [7]. По этой причине были бы полезны любые эффективные методы, такие как усовершенствованные процессы окисления [26,27], которые могут быть способны удалять патогенные микроорганизмы без образования побочных продуктов. Из литературы видно, что обычно применяемыми методами удаления микроорганизмов являются хлорирование, озонирование, УФ-облучение и другие методы окисления [28].Однако, насколько нам известно, существует мало работы по удалению фекалий и общих колиформных бактерий с помощью псевдоожиженного слоя, сопровождаемого фильтровальной установкой. По этой причине в настоящей работе также была исследована эффективность системы FBR с хлорированием и без хлорирования для удаления общих и фекальных колиформных организмов.

На рисунке показано удаление общих и фекальных колиформ без какого-либо хлорирования сточных вод при различных концентрациях микроорганизмов и скорости поверхностной нагрузки. При скорости поверхностной нагрузки 5 м / ч удаление общей колиформной группы увеличивалось по мере того, как общая концентрация колиформ увеличивалась с 22 × 10 ³ до 53 × 10 ³ (MPN, наиболее вероятное число), а затем достигала стационарного значения. стадия увеличения общей концентрации кишечной палочки с 53 × 10 ³ до 175 × 10 ³ (MPN).Для общих концентраций кишечной палочки 22 × 10 ³ , 46 × 10 ³ и 175 × 10 ³ (MPN) эффективность удаления составила 32, 77 и 77% соответственно. Общие концентрации кишечной палочки в сточных водах при этих значениях эффективности удаления составляли примерно 15, 12 и 41 × 10 ³ (MPN), соответственно, что было неприемлемо для сброса сточных вод в окружающую среду без хлорирования. Удаление фекальных колиформ при скорости поверхностной нагрузки 5 м / ч увеличивалось примерно линейно с увеличением концентрации фекальных колиформ с 14 × 10 ³ до 50 × 10 ³ (MPN).Эффективность удаления составляла 50 и 82% для концентраций фекальных колиформ 14 × 10 ³ и 50 × 10 ³ (MPN), соответственно. В соответствии с этими процентами удаления, концентрации сточных фекальных колиформных бактерий были определены как 7 × 10 ³ и 9 × 10 ³ (MPN), соответственно. Результаты показали, что конечные концентрации фекальных колиформных бактерий не соответствовали стандартным уровням для фекальных колиформ.

Удаление общих колиформных бактерий (а) и фекальных колиформ (b) при различных концентрациях микроорганизмов и скорости поверхностной нагрузки без хлорирования (НДН: наиболее вероятное число).

При скорости поверхностной нагрузки 7,5 м / ч эффективность удаления была увеличена примерно линейно для фекальных общих колиформ с 52 до 60% при увеличении общей концентрации колиформ с 27 × 10 ³ до 140 × 10 ³ (MPN) , соответственно. Для этих значений общие концентрации кишечной палочки в стоках составляли от 13 × 10 ³ до 56 × 10 ³ (MPN), соответственно. Для фекальных колиформ эффективность удаления увеличилась с 44 до 73% с увеличением концентрации колиформ с 16 × 10 ³ до 105 × 10 ³ (MPN), соответственно.Концентрация сточных фекальных колиформ составляла 9 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 44% и 28 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 73%. Результат показал, что общая колиформная или фекальная колиформная бактерия при этих значениях эффективности удаления не соответствовала стандартным уровням для выбросов в окружающую среду. Следовательно, увеличение скорости поверхностной нагрузки с 5 до 7,5 м / ч привело к снижению эффективности удаления кишечной палочки.

При скорости поверхностной нагрузки 10 м / ч эффективность удаления общих и фекальных колиформ снижалась с увеличением концентрации колиформ.При увеличении общей концентрации кишечной палочки с 33 × 10 ³ до 110 × 10 ³ (MPN) эффективность удаления снизилась с 64 до 45% соответственно. С другой стороны, эффективность удаления фекальных колиформных бактерий снизилась с 53 до 35% с увеличением концентрации фекальных колиформ с 17 × 10 ³ до 60 × 10 ³ (MPN), соответственно. Концентрация общей колиформной группы в эффлюентах фильтров составляла 12 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 64% и 60 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 45%.Аналогичным образом, концентрация фекальных колиформ составляла 8 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 53% и 39 × 10 ³ (MPN) при эффективности удаления 35%.

Результаты показали, что общие и фекальные колиформные бактерии могут быть эффективно удалены при скорости поверхностной нагрузки 5 и 7,5 м / ч с увеличением концентрации в организме. Снижение эффективности удаления кишечной палочки при поверхностной скорости 10 м / ч может быть связано с удалением слоя биопленки из псевдоожиженного слоя, а также из-за дезориентации фильтрующего слоя в условиях высокой гидравлической нагрузки.Таким образом, можно сделать вывод, что как поверхностная скорость, так и концентрация микроорганизмов будут влиять на эффективность удаления. В целом, концентрация микроорганизмов в виде кишечной палочки из сточных вод заводов и поступающих в систему FBR находилась в диапазоне 15–175 × 10 ³ (MPN), и настоящая система удаляла от 30% до 83% микроорганизмов в зависимости от тип микроорганизма и скорость поверхностной нагрузки. Однако следует отметить, что стандарт сброса вторичных сточных вод как бактерий группы кишечной палочки, как сообщается, ниже 200–400 MPN / 100 мл [28].Процент удаления существующей системы был значительным, но FBR не мог соответствовать стандартам сброса сточных вод для организмов группы кишечной палочки без хлорирования. Следовательно, при очистке вторичных сточных вод с помощью системы FBR потребуется надлежащая дезинфекция.

Удаление колиформных бактерий хлорированием

На рисунке показано влияние добавления хлора на эффективность удаления колиформных организмов в используемом реакторе. Как видно из этого рисунка, добавление хлора приводит к увеличению удаления микроорганизмов без влияния скорости гидравлической нагрузки.При хлорировании было удалено от 90 до 98% как общих, так и фекальных колиформ, в зависимости от концентрации колиформ и степени гидравлической нагрузки на поверхность. Принимая во внимание все применяемые скорости поверхностной нагрузки и различные концентрации микроорганизмов, конечные концентрации как для общей, так и для фекальной колиформной группы были достигнуты ниже 2,2 MPN / 100 мл. Таким образом, можно сделать вывод, что система FBR может соответствовать стандарту воды для питьевой воды с добавлением хлора [13]. Сообщается, что концентрация хлора для окисления неочищенных или вторичных сточных вод может достигать 5–20 мг / л и на таком более высоком уровне; Добавление хлора приводит к увеличению концентрации ИВ в очищаемых сточных водах [28].Однако в настоящей работе мы не наблюдали прироста концентрации ИВ при FBR – хлорировании вторичных сточных вод для удаления колиформных организмов. Что еще более важно, использованная концентрация хлора (1 мг / л), применяемая во вторичных сточных водах, была очень низкой по сравнению с другими исследованиями, что указывает на преимущество настоящей системы для удаления микроорганизмов.

Удаление общих колиформных бактерий (a) и фекальных колиформ (b) при различных концентрациях микроорганизмов и степени нагрузки на поверхность с помощью хлорирования (MPN: наиболее вероятное число).

В таблице приведены данные о производительности, касающиеся сравнения различных конфигураций FBR для очистки различных типов сточных вод, таких как сточные воды с синтетическим крахмалом [29], розовые воды [30], настоящие текстильные сточные воды [31], сточные воды, загрязненные дизельным топливом [32] сточные воды пивоваренных заводов [33], текстильные сточные воды [34] и сточные воды высококонцентрированных спиртзаводов [35]. Данные производительности показывают, что был проведен широкий диапазон рабочих условий для удаления ХПК, БПК ₅ , цвета, TS, TP и других.Различные типы материалов, такие как ПВХ, гравий, гранулированный активированный уголь (GAC), пемза, частицы вулканической породы, мелкие частицы кремнезема, полиэтиленовый материал и природный цеолит, использовались в качестве среды для поддержки роста. Данные производительности показывают, что исходный pH был установлен в диапазоне от 6,7 до 7,8, а широкий диапазон начальных значений ХПК был исследован в пределах от 32 до 7000 мг / л. На основании максимальных удалений, полученных из различных конфигураций FBR, настоящие данные кажутся сопоставимыми с данными других (таблица).Однако следует отметить, что различия обусловлены характеристиками исследуемых сточных вод и экспериментальными условиями, такими как применяемые скорости загрузки, начальная концентрация загрязняющих веществ, время гидравлического удерживания, рабочая температура, а также различные типы поддерживающих сред. Эти различия также можно объяснить присутствием в сточных водах нескольких стойких неорганических соединений, сложных компонентов и других нежелательных примесей.

Таблица 2

Сравнение различных типологий FBR для очистки различных типов сточных вод

Начальные концентрации и уровни загрузки Розовая вода

---

Тип сточных вод	Тип и размеры реактора	Вспомогательный материал	Условия эксплуатации	Эффективность	Артикул и регион
				(т.е.е. ХПК, БПК 5 , удаление TS и т. Д.)
Стоки установок вторичной очистки сточных вод	Двухступенчатый FBR, V = 106 л, H = 1,5 м, D = 0,30 м	ПВХ и гравий	ХПК = 32-40 мг / л	pH = 7,2-7,5	90,5%, 91%, 89,7%, 89,1% и 98% ХПК, БПК 5 , мутность, TP и удаление кишечной палочки , соответственно	Настоящее исследование, Иран
			BOD 5 = 16.9-21,5 мг / л	T = 35 ° C
				v f = 5, 7,5 и 10 м / ч
			TS = 556–704,6 мг / л
			Мутность = 6,2-7,5 NTU
Сточные воды из синтетического крахмала	Анаэробный конический FBR, V = 7,8 л	Гранулированный активированный уголь (GAC)	OLR = 1,0-85,44 кг COD16 / (м 3 3 3 3 день)	pH = 6,8-7,2	Удаление ХПК 92%	Parthiban et al.[3], Индия
				HRT = 1,97–26,74 ч
			ХПК = 1100–7000 мг / л
			БПК 5 = 690–5960 мг / л
GAC-FBR, H = 4,9 м, D = 0,51 м	GAC	TNT = 3,5-56,2 мг / л	pH = 6,8-7	TNT сточных вод = <0,03 - 2,8 мг / л	Maloney et al. [30], США
			HRT = 125–375 мин
			T = 67–106.5 ° F
Текстильные сточные воды	Анаэробный FBR, V = 4 L, H = 73 см, D = 5,2 см	Пемза	OLR = 1–5 кг ХПК / (м 3 .day) ХПК = 1030–6000 мг / л	HRT = 24 часа	82%, 94% и 59% ХПК, БПК 5 и удаления цвета соответственно	Sen and Demirer [31 ], Турция
				T = 35 (± 2) ° C
				v f = 19 м / ч
Сточные воды, загрязненные дизельным топливом	Трехфазный FBR, V = 200L, H = 3 м, D = 0.17 м	Частицы лавы	DF = 50–700 мг / л ХПК = 547–4025 мг / л	pH = 6,7–7,8	> 99,9%, 96,2%, 99,9% и 47,8% удаления DF, COD, TS и мутности соответственно	Lohi et al. [32], Канада
				HRT = 4 ч
				T = 20 (± 5) ° C
				v f = 0,3 см / с
Сточные воды пивоваренного завода	Анаэробный обратный FBR, V = 1.9 L, H = 1,37 м, D = 4,48 см	Мелкий диоксид кремния		pH = 7	> 90% удаления ХПК	Alvarado-Lassman et al. [33], Мексика
		частиц и полиэтиленового материала	OLR = 70 кг ХПК / (м 3 . День)	T = 35 ° C
				v f = 6 м / ч
			БПК 5 = 1375 мг / л
Текстильные сточные воды	Анаэробный FBR, V = 3.75 л, H = 750 мм, D = 80 см	Активированный уголь	OLR = 1,5-8,4 кг ХПК / (м 3 . День) ХПК = 810–4200 мг / л	pH = 7,8	98%, 95% и 65% ХПК, БПК 5 и удаления цвета соответственно	Харун и Идрис [34], Малайзия
				HRT = 4–12 ч T = 35 ° C
Высокопрочные сточные воды ликероводочного завода	Анаэробный FBR, V = 5,9 л, H = 74 см, D = 6.5 см	Природный цеолит	OLR = 3–20 кг ХПК / (м 3 . День)	pH = 6,7-7,6	Удаление ХПК> 80%	Fernandez et al. [35], Чили
				T = 30 (± 2) ° C

Как видно из недавней литературы, нет систематических статей, специально посвященных исследованию применения двухступенчатой ​​системы FBR. с фильтрационной колонной для доочистки стоков установок вторичной очистки сточных вод.По этой причине настоящее исследование направлено на восполнение пробела в этой области путем сосредоточения внимания на эффективности обработки с помощью технологии FBR реальных вторичных сточных вод. Более того, большинство исследований проводились в лабораторных условиях; однако применимость системы FBR была специально исследована в экспериментальном масштабе в настоящей работе. Помимо обычных параметров сточных вод, эффективность двухступенчатой ​​системы FBR также была исследована в качестве конкретной цели для инактивации патогенных организмов (т.е. общий и фекальный колиформный организм) с хлорированием и без него. На основании вышеизложенного подчеркивается новизна настоящего исследования путем сравнения экспериментальных результатов с предыдущими публикациями.

(PDF) ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОССТАНОВЛЕННОГО КЛЮЧА ИЗ ВОДООЧИСТИТЕЛЯ

Двадцатая Международная конференция по водным технологиям, IWTC20 Хургада, 18-20 мая 2017 г.

216

Ishikawa, S., Ueda, N., Окумура, Ю., Иида, Й; и Баба, К. (2007). Извлечение коагулянта из ила

водопроводных станций и его влияние на осветление. Журнал материальных циклов и отходов

Management, 9: 167-172.

Хименес, Б., Мартинес, М., Вака, М. (2007). Восстановление квасцов и стабилизация осадка сточных вод

серной кислотой. Журнал водных наук и технологий., 56 (8), 133-141.

Keeley, J; Смит, Д.А.; Джадд, Дж. С.; и Джарвис П.(2016). Подкисленные и ультрафильтрованные восстановленные коагулянты

из осадка водоочистных сооружений для удаления фосфора из сточных вод. Water

Research, 88: 380-388.

Lin, C; Wu, C; и Хо Х. (2006). Преобразование бытовых отходов в зольный остаток после переработки золы и осадок водоочистных сооружений

в водопроницаемые материалы дорожного покрытия. Журнал обращения с отходами., 26,

970-978.

Liu, Y.Y; Zhang, W.J; Сяо, П; Ван Д.С. и Сонг Ю.(2013). Расширенная очистка сточных вод

с городских очистных сооружений с помощью различных коагулянтов из солей металлов: обрабатываемость загрязняющих веществ

и свойства хлопьев. Журнал технологии разделения и очистки, 120, 123-128.

Metcalf & Eddy, Inc., Джордж Чобаноглоус; Франклин Л. Бертон; и Х. Дэвид Стенсел.

(2003). Очистка и повторное использование сточных вод. 4-е издание, Мак-Гро-Хилл, Нью-Йорк.

Nair, A.T. и Ахаммед М.М. (2013). Повторное использование осадка водоочистных сооружений в качестве коагулянта для

доочистки стоков реактора UASB при очистке городских сточных вод. Журнал чистого производства

xxx.

Nair, A.T. и Ахаммед М. (2014). Восстановление коагулянта из осадка водоочистных сооружений

и повторное использование для доочистки стоков реактора UASB при очистке городских сточных вод. Журнал

Исследования загрязнения окружающей среды.

Parsons, S.A., Daniels, S.Дж. (1999). Использование восстановленных коагулянтов при очистке сточных вод

. Журнал экологических технологий, 20 (9), 979-986.

Рашед И.Г., Эль-Морси А. и Аюб М. (2013). Новый подход к модернизации очистных сооружений сточных вод

с учетом избыточных органических и гидравлических нагрузок. Журнал Water

Устойчивое развитие, Том (3), стр. 153-163.

Стандартные методы (1998). Стандартные методы исследования воды и сточных вод.

20-е издание. APHA, AWWA и WEF, Вашингтон.

Wu, J; Ян Ю.С. и Линь Дж. (2005). Расширенная доочистка городских сточных вод

с использованием сырого и модифицированного диатомита. Журнал опасных материалов, 196: 203.